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2024版《5年高考3年模拟》A版
专题六 光合作用
基础篇
考点一 捕获光能的色素和结构
1.(2023届海南一模,11)叶是植物进行光合作用的主要器官,某生物兴趣小组选择两种类
型的玉米幼苗(正常苗、黄化苗)的叶片进行色素的提取和分离,有关叙述正确的是( )
A.叶片中的光合色素易溶解于水中
B.叶片中的光合色素均主要吸收红光
C.两种叶片中的色素分离后,各滤纸条上色素带的数量可能不同
D.利用层析液对叶片中的色素进行分离时,振荡可加快分离速度
答案 C
2.(2021湖北新高考适应卷,14)黄豆种子置于黑暗中萌发,生长的豆芽呈浅黄色,再移至光
照条件下,一段时间后,生长的豆芽呈绿色。下列叙述正确的是 ( )
A.豆芽进行了光合作用,变成绿色
B.黑暗中黄色物质合成较多,掩盖了绿色
C.光照引起温度升高,导致豆芽变成绿色
D.光照诱导了叶绿素的形成,导致豆芽变成绿色
答案 D
3.(2022重庆育才中学一模,9)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下,叶绿
素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮
光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光
谱。下列叙述错误的是 ( )
A.该曲线的纵坐标为吸收光能的百分比
B.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
C.色素①可以吸收少量的红光用于光合作用
D.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体中C 的量减少
3
答案 C
考点二 光合作用的原理
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4.(2022辽宁葫芦岛一模,1)蓝细菌能通过其产生的一组特殊蛋白质将CO 浓缩在
2
Rubisco(固定CO 的关键酶)周围。下列有关叙述错误的是 ( )
2
A.Rubisco是在蓝细菌内核糖体上合成的
B.Rubisco存在于蓝细菌的叶绿体基质中
C.蓝细菌中含有DNA和RNA,但只有DNA是遗传物质
D.蓝细菌的CO 浓缩机制有利于其适应低CO 浓度环境
2 2
答案 B
5.(2022重庆巴蜀中学月考,10)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、丙、丁表示物质,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。下列说法正确的是 ( )
A.模块1相当于叶绿体内膜,模块2相当于类囊体薄膜
B.甲表示三碳化合物,是乙氧化后的产物之一
C.叶绿体内相当于丙的成分中至少有一种含特殊化学键
D.在固定等量CO 的情况下,该系统糖类的积累与植物的相同
2
答案 C
6.(2023届河北保定月考,17)(多选)光合作用的发生伴随着能量转化和一系列的电子传递。
如图表示真核生物光合作用的部分过程,图中b f复合体能将叶绿体基质中的质子(H+)转
6
移到类囊体腔内,该过程需要依赖水光解时产生的电子(e-)。下列有关分析正确的是 (
)
A.b f复合体位于叶绿体的类囊体膜上,有传递电子的功能
6
B.光合作用过程中,水光解释放的电子最终被用来合成NADPH
C.抑制b f复合体的功能会导致类囊体固定CO 的速率下降
6 2
D.物质X协助H+转运至叶绿体基质时,能量转移至ATP中
答案 ABD
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7.(2023届重庆一中月考,22)光合作用的过程复杂而精确,图1涉及某植物叶肉细胞光合
作用产物的形成过程,其中磷酸丙糖转运器的活性受CO 浓度影响,CO 充足时活性降低。
2 2
图2是探究CO 中的O原子转移路径的实验结果,结合图1、图2回答下列有关问题:
2
图1
图2
(1)某同学利用层析法分离了四种光合色素,按照含量由多到少,四种色素名称依次为
。
(2)下列生理过程发生在叶肉细胞生物膜上的有 (填写选项)。
A.O 的产生 B.CO 的产生
2 2
C.O 的消耗 D.CO 的消耗
2 2
(3)由图1分析可知,C 被还原为磷酸丙糖后,下一步利用的去向是
3
。通常情况下,Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙
糖转运器严格按照1∶1反向交换方式进行转运。若改变环境条件,降低CO 浓度,短时
2
间内磷酸丙糖的转运速率会 (填“升高”或“降低”),则更有利于 (填
“淀粉”或“蔗糖”)的合成,该产物进入筛管细胞,通过 部运输到植株各处。
(4)图2用C18O 研究的O原子的转移路径,其中18O (“有”或“无”)放射性。结
2
合图2分析光合作用的 (填“光反应”或“暗反应”)过程产生水。
答案 (1)叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素 (2)AC (3)转化为五碳化合物(C )
5
或合成淀粉或蔗糖 升高 蔗糖 韧皮 (4)无 光反应
考点三 影响光合作用的因素及应用
8.(2023届湖北武汉一中月考,7)将叶绿体悬浮液置于适宜光照下,一段时间后发现有氧气
放出。下列相关说法正确的是( )
A.可测定叶绿体悬浮液的净光合速率
B.向悬浮液中滴入少量NaHCO 溶液,NADPH含量下降
3
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C.突然改用等强度红光照射,短时间内C 含量上升
3
D.改变悬浮液中pH对氧气释放无影响
答案 B
9.(2023届重庆八中月考,7)已知植物合成叶绿素和Rubisco(暗反应中催化CO 固定的关
2
键酶)都需要消耗氮元素。某植物突变体中叶绿素含量仅为野生型的49%,研究人员探究
了不同氮肥水平对该植物野生型和突变体叶片中Rubisco含量影响,结果如图所示。下
列说法错误的是 ( )
A.相比野生型,突变体更倾向于将氮元素用于合成Rubisco
B.本实验的自变量是不同氮肥水平和植物种类,因变量是叶绿体基质中Rubisco的含量
C.对野生型和突变体光合色素分别提取与分离,滤纸条上色素带的宽度存在差异
D.Rubisco催化CO 的固定过程需要ATP与NADPH提供的能量
2
答案 D
10.(2022山西太原五中期中,20)某研究小组进行了探究环境因素对某植物光合作用影响
的实验,实验结果如图所示。下列分析正确的是 ( )
A.图中CO 浓度1大于CO 浓度2,若将CO 浓度改为温度,则此关系也成立
2 2 2
B.若e点为正常植物的光饱和点,则缺镁植物的e点会右移
C.图中c、d两点相比,d点植物叶肉细胞中C 的含量要高一些
5
D.a点植物叶肉细胞中参与C 还原的NADPH和ATP比c点要多
3
答案 C
考点四 光合作用和细胞呼吸
11.(2023届黑龙江齐齐哈尔月考,9)如图为某种植物相关细胞代谢途径示意图,下列叙述
正确的是 ( )
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A.CO 与叶绿体基质中的C 结合形成C ,属于卡尔文循环的C 还原过程
2 5 3 3
B.图示中三羧酸循环过程可能与有氧呼吸第二阶段的物质和能量转变有关
C.图示中所有C 接受ATP释放的能量,在酶作用下结合NADPH转变成为糖类
3
D.光合色素捕获光能后,将水分解为氧气和氢气,并转变为ATP和NADPH
答案 B
12.(2021河北新高考适应卷二,4)光合作用和呼吸作用是植物细胞内两个重要的代谢过
程,下列叙述正确的是 ( )
A.光合作用的反应都在叶绿体中进行,呼吸作用的反应都在线粒体中进行
B.光合作用可以产生还原型辅酶Ⅰ,呼吸作用可以产生还原型辅酶Ⅱ
C.光合作用产生的O 可以供给呼吸作用,呼吸作用产生的CO 也可用于光合作用
2 2
D.光合作用只有合成反应,没有分解反应;呼吸作用只有分解反应,没有合成反应
答案 C
13.(2022安徽合肥一模,6)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。如
图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,第36天后果皮逐渐变黄。
下列推论合理的是 ( )
A.第12天后果实呼吸速率下降是由温度改变使酶活性下降引起的
B.第24天果实光合作用固定的CO 量比第12天的CO 固定量高
2 2
C.第36天后果实中生长素的含量将逐渐增加,加快促进果实成熟
D.第48天时果实光合速率较低的原因之一是果皮叶绿素含量较低
答案 D
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综合篇
提升一 常考易错的植物“三率”
1.(2023届河北保定月考,7)如图表示某实验小组对影响小麦和玉米的光合速率的因素的
研究结果。CO 补偿点是植物净光合速率等于0时的外界CO 浓度,CO 饱和点是植物光
2 2 2
合速率刚达到最大时的外界CO 浓度。下列相关说法正确的是 ( )
2
图1 图2
A.图1所示实验的自变量为光照强度,温度是无关变量
B.光照强度为P时,小麦和玉米的CO 固定速率相等
2
C.相比于玉米,小麦能够较好地适应较低浓度的CO 环境
2
D.一般情况下,玉米的CO 补偿点和CO 饱和点均低于小麦的
2 2
答案 D
2.(2022山西运城摸底,9)研究人员在不同光照强度下(其他条件恒定)测定某高等绿色植
物的O 释放速率,并绘制出如图所示的曲线。据图分析,下列叙述正确的是 ( )
2
A.B点时,该植物的O 释放速率为0的原因是该植物不进行光合作用
2
B.C点时,该植物叶肉细胞中产生O 的场所是叶绿体基质
2
C.D点时,该植物通过光合作用产生O 的速率是10 mg/h
2
D.D点之后O 释放速率不再增加可能是受温度、CO 浓度等的限制
2 2
答案 D
3.(2023届辽宁六校期初,22)在CO 浓度为0.03%的适宜温度下,测得某绿色植物CO 的
2 2
吸收量与光照强度(白光照射)的关系如图甲所示。净光合作用速率可用单位时间内CO
2
的吸收量表示,净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸速率,假设实验过程中植物的呼吸
速率不变。请回答下列问题:
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甲
乙
(1)植物叶肉细胞中的色素分布在 (填细胞器的名称),其中光合色素中的
叶绿素主要吸收 光。
(2)在P点,产生ATP的场所有 ;在Q点,叶肉细胞中叶绿体和线粒
体之间的CO 和O 的交换情况如图乙中的 所示。
2 2
(3)若其他条件不变,换用光照强度与白光相同的绿光进行如图甲所示的实验,则图甲中的
Q点和P点的位置分别如何变化? 。
(4)在光照强度为3 klx时,光合作用固定CO 的速率是 mol·h-1,请简要说明该数
2
值是如何测得的: 。
答案 (1)叶绿体、液泡 蓝紫光和红 (2)细胞质基质、线粒体 Ⅰ (3)Q点右移,P点
不动 (4)1.0 在CO 浓度为0.03%的适宜温度下,先在黑暗条件测得该植物细胞呼吸向
2
外界释放CO 的速率为0.4 mol·h-1,然后在光照强度为3 klx时,测得植物从外界吸收CO
2 2
的速率为0.6 mol·h-1,将二者数值相加
提升二 光合速率和呼吸速率的探究方法
4.(2023届福建漳州一中月考,14)将生长状况相同的小球藻分成三等份,在不同的温度下
分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其质量变化,数据如下,有关说法正确的是
( )
甲
乙
丙
温度(℃)
27
28
29
暗处理后的质量变化(mg)
-2
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-4
-3
光照后与暗处理前的质量变化(mg)
+4
+4
+4
A.光照1 h甲组小球藻产生的氧气量最多
B.乙组小球藻在暗处理前和光照1 h后有机物总量不相等
C.光照1 h丙组小球藻制造的有机物总量为1 mg
D.光照1 h甲、乙、丙三组小球藻的净光合速率相同
答案 B
5.(2022湖北黄冈期中,8)利用如图所示装置可探究某生存状态良好的绿色植物的生理作
用。假如该植物光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖,且不能进行产生乳酸的
无氧呼吸(忽略装置内其他微生物的干扰)。下列相关叙述,正确的是 ( )
A.若要验证该植物在光下释放氧气,应将装置二和三分别放在黑暗和光照条件下
B.若要验证CO 是植物进行光合作用的必需原料,应选择装置一和装置三
2
C.光照条件下,装置一、三中红色液滴移动的距离分别表示O 吸收量和O 生成量
2 2
D.黑暗条件下,若装置一、二中的红色液滴均不移动,则该植物只进行有氧呼吸
答案 B
6.(2022河北邯郸一中期末,7)研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料,在相同的条件
下进行了四组实验,每组处理的总时间为135 s。其中D组连续光照,A、B、C组依次加
大光照—黑暗的交替频率。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%。下列相关说法正确的是 ( )
A.本实验中光照强度是无关变量,故各组光合作用产物生成量和光照强度无关
B.光照处理期间,光反应通过水的分解为暗反应提供O 和NADPH
2
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C.本实验中,暗反应一定和光反应同时进行
D.单位光照时间内,C组植物合成有机物的量大于D组
答案 D
7.(2022江西临江一中月考,15)如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物
的叶片上打出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转
至含有不同浓度的NaHCO 溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液
3
面所用的平均时间(见图乙),以研究光合作用速率与NaHCO 溶液浓度的关系。有关分
3
析不正确的是 ( )
A.在ab段,随着NaHCO 溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐增加
3
B.在bc段,单独增加光照或温度,都可能缩短叶圆片上浮至液面的时间
C.在c点以后,因NaHCO 溶液浓度过高,叶肉细胞失水而使代谢水平下降
3
D.因为配制的NaHCO 溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶圆片只能进行无氧呼吸
3
答案 D
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应用篇
应用 光合速率影响因素的常见推理思路
1.(2023届河北省级一联,19)土壤盐碱化会影响作物的生长,找出其中的影响因素就可以
进行相应改善以提高作物产量。某小组以小麦幼苗为实验材料,研究了土壤盐碱化对作
物生长的影响,实验结果如图。回答下列问题:
(1)根据上述实验数据,请写出该小组的实验步骤:
。
(2)实验结果说明
(答出2点即可)。
(3)进一步研究发现,在NaCl胁迫条件下,对小麦幼苗喷施一定量的水杨酸后,小麦幼苗中
可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量均比对照组显著增加,而丙二醛(会对叶绿
体的膜结构造成损伤)的含量比对照组显著下降。由此可以得出:外源水杨酸
(填“可以”或“不可以”)提高小麦幼苗耐盐性,理由是
(答出2点即可)。
答案 (1)将长势相同的小麦幼苗随机分成三组,分别用等量的0 mmol/L、80 mmol/L、
120 mmol/L的NaCl溶液处理三组幼苗相同的时间,其他条件相同且适宜,而后分别在第
3、6、9、12、15天测定各组幼苗的平均株高,并记录 (2)盐碱化的土壤对植物的生长
有抑制作用,且随着浓度的增加抑制作用增强,高浓度处理组随着处理时间的延长盐分的
抑制作用有缓解的趋势 (3)可以 外源水杨酸处理可提高小麦幼苗细胞中可溶性物质
的含量,说明能增强植物细胞的吸水力,并且丙二醛的含量下降,缓解盐胁迫对叶绿体膜结
构的损伤,进而提高光合速率,缓解盐胁迫对植物生长的抑制,因此,外源水杨酸处理可以
提高小麦幼苗耐盐性
2.[2021江西赣州期中,39(节选)]为了提高经济效益,科研人员对温室栽种的作物进行了相
关研究。图1表示该作物相对光合速率(即不同叶龄时的净光合速率与B点时的比值)与
叶龄的关系,A点表示幼叶成折叠状,B点表示叶片充分展开;图2中曲线1、2分别表示
作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量;表中数据为在密闭实验
装置内,给予不同光照强度时测到的该作物氧气释放量。请回答:
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图1 图2
光照强度
0 2 4 6 8 10 12 14
(klux)
O 释放量 0.
2
-0.200.2 0.81.21.21.2
μL/(cm2·min) 4
(1)由表可知,在光照强度为4 klux时,该作物光合作用的实际产氧量为 μL/(cm2·
min)。
(2)图1中AB段相对光合速率上升,从光反应角度分析原因是
,CD段相对光合速率明显下降的原
因是 。
(3)由图2分析,假如植物生活在12小时光照、12小时黑暗的环境中,则在环境温度高于
35 ℃时该植物就不能正常生长,原因是
。
答案 (1)0.4 (2)幼叶逐渐展开,叶面积逐渐增大,光合色素含量增多 叶片衰老,叶绿素
含量减少,相关酶活性降低 (3)35 ℃时,12小时光照的净光合量等于12小时黑暗时的呼
吸量,大于35 ℃则12小时净光合量小于12小时呼吸量,没有有机物积累,植物不能正常
生长
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创新篇
创新 Rubisco的“两面性”和光呼吸
1.(2023届海南二模,3)光呼吸是进行光合作用的细胞在光照、高氧、低二氧化碳情况下
发生的一个生化过程,是绿色植物细胞依赖光照,吸收O 并释放CO 的过程。如图为卡
2 2
尔文循环和光呼吸的过程示意图,Rubisco是一种可同时参与卡尔文循环和光呼吸的酶,
下列相关叙述错误的是 ( )
A.RuBP是一种五碳化合物,其与Rubisco均存在于叶绿体基质中
B.卡尔文循环中,CO 的固定需要消耗光反应产生的ATP和NADPH
2
C.在大棚中种植蔬菜时增施有机肥,有利于降低光呼吸
D.在水分缺乏及光照较强条件下,光呼吸可维持光合作用的进行
答案 B
2.(2022江西抚赣六校阶段考,35)研究发现,Rubisco是绿色植物细胞中含量最丰富的蛋白
质,由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成,功能上属于双功能
酶。当CO 浓度较高时,该酶催化C 与CO 反应,完成光合作用;当O 浓度较高时,该酶催
2 5 2 2
化C 与O 反应,产物经一系列变化后在线粒体中生成CO ,植物在光下吸收O 产生CO
5 2 2 2 2
的现象称为光呼吸。回答下列问题:
(1)Rubisco在细胞的细胞质基质和叶绿体中的 上合成。在较高CO 浓度环境
2
中,Rubisco发挥作用的场所是 。
(2)结合题干信息和暗反应过程,预测氧气浓度升高时,葡萄糖合成速率应该如何变化(从
C 的角度分析)? (填“上升”或“下降”或“不变”),其原因是
5
。
(3)研究发现塑料大棚内的CO 浓度由0.03%升高到0.24%时,水稻会增产约89%,请从光
2
合作用的原理和Rubisco酶促反应的特点解释其原因:
。
答案 (1)核糖体 叶绿体基质 (2)下降 O 与C 结合增多,减少了CO 与C 结合,减少
2 5 2 5
暗反应过程中的C 含量,使得暗反应速率下降 (3)CO 的浓度升高可促进光合作用的暗
5 2
反应;同时可促进Rubisco催化更多的C 与CO 结合,而减少C 与O 的结合,从而减弱光
5 2 5 2
呼吸
高考真题篇
A 组
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1.(2022全国乙,2,6分)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温
度和光照条件下培养,发现容器内CO 含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一
2
实验现象,下列解释合理的是 ( )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
答案 D
2.(2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色
素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是 ( )
叶
植株 叶绿 类胡萝 叶绿素/
绿
类型 素a 卜素 类胡萝卜素
素b
野生型 1 235 519 419 4.19
突变体1 512 75 370 1.59
突变体2 115 20 379 0.35
A.两种突变体的出现增加了物种多样性
B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致
D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
答案 D
3.(2022海南,3,3分)某小组为了探究适宜温度下CO 对光合作用的影响,将四组等量菠菜
2
叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO 溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适
3
宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.本实验中,温度、NaHCO 浓度和光照都属于自变量
3
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中,0.5% NaHCO 溶液中叶圆片光合速率最高
3
D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
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答案 B
4.(2022北京,2,2分)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、
CO 浓度的关系如图。据图分析不能得出( )
2
A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B.在一定的范围内,CO 浓度升高可使光合作用最适温度升高
2
C. CO 浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小
2
D. 10 ℃条件下,光合速率随CO 浓度的升高会持续提高
2
答案 D
5.(2022全国甲,29,9分)根据光合作用中CO 的固定方式不同,可将植物分为C 植物和C
2 3 4
植物等类型。C 植物的CO 补偿点比C 植物的低。CO 补偿点通常是指环境CO 浓度
4 2 3 2 2
降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO 浓度。回答下列问题。
2
(1)不同植物(如C 植物和C 植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产
3 4
物是 (答出 3点即可)。
(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是
(答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C 植物比C 植物生长得
4 3
好。从两种植物CO 补偿点的角度分析,可能的原因是
2
。
答案 (1)O 、[H](NADPH)、ATP (2)部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸,为新陈
2
代谢提供能量;部分光合产物用于叶片自身的生长发育 (3)干旱会导致气孔开度减小,胞
间CO 浓度降低,与C 植物相比,C 植物的CO 补偿点较低,能在较低浓度的CO 条件下,
2 3 4 2 2
固定利用更多的CO 进行光合作用,以维持自身的生长
2
6.(2022湖北,21,13分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随着光照
强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究
证实高浓度臭氧(O )对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O 连续处理甲、乙两种
3 3
植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3
所示。
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图1
图2
图3
【注】曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。
回答下列问题:
(1)图1中,在高浓度O 处理期间,若适当增加环境中的CO 浓度,甲、乙植物的光饱和点
3 2
会 (填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明
。
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(3)从图3分析可得到两个结论:①O 处理75天后,甲、乙两种植物的
3
,表明长时间高浓度的O 对植物光合作用产生明
3
显抑制;②长时间高浓度的O 对乙植物的影响大于甲植物,表明
3
。
(4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与
植物对O 耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O 处理75天。若实验
3 3
现象为 ,则说明A基因的功
能与乙植物对O 耐受力无关。
3
答案 (1)增大 (2)高浓度臭氧处理甲植物的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小
(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度O 对不同种类植物光合作用
3
产生的抑制效果不同 (4)A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降
的乙植物的净光合速率相同
7.(2022河北,19,10分)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转
为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶
段性白化过程中相关生理指标检测结果如图。
回答下列问题:
(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。
(2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是
(写出两点即可)。
(3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO 的需求,又有助于减少
2
。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于
中的基因编码,需通过特定的机制完成跨膜运输;其余蛋白质由存在于
中的基因编码。
答案 (1)差速离心 (2)叶绿体内部结构解体;光合色素减少 (3)水分的散失 (4)细胞
核 叶绿体
8.(2022辽宁,22,10分)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的
“藻席”,造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验:
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Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定
(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料,提取、分离色素,发现浒苔甲
的光合色素种类与高等植物相同,包括叶绿素和 。在细胞中,这些光合色素
分布在 。
(2)测定三个样品的叶绿素含量,结果见表。
样
叶绿素a(mg·g-1) 叶绿素b(mg·g-1)
品
上
0.199 0.123
层
中
0.228 0.123
层
下
0.684 0.453
层
数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这是因为
。
Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定
(3)研究发现,浒苔细胞质基质中存在酶Y,参与CO 的转运过程,利于对碳的固定。
2
酶Y粗酶液制备:定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙,制备不同光照强度下
样品的粗酶液,流程如图1。
图1
粗酶液制备过程保持低温,目的是防止酶降解和 。研磨时加入缓冲液的主
要作用是 稳定。离心后的 为粗酶液。
(4)酶Y活性测定:取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测,结果如图
2。
图2
在图2中,不考虑其他因素的影响,浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为
μmol·m-2·s-1(填具体数字),强光照会 浒苔乙酶Y的活性。
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答案 (1)类胡萝卜素 类囊体薄膜 (2)下层光照弱,浒苔通过增加叶绿素含量,以提高
对光能的利用率 (3)高温变性 维持酸碱度(pH) 上清液 (4)1 800 抑制
9.(2022江苏,20,9分)图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①~⑦表示代谢
途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一,CO 和O 竞争与其结合,分别催化C 的羧化与
2 2 5
氧化。C 羧化固定CO 合成糖;C 氧化则产生乙醇酸(C ),C 在过氧化物酶体和线粒体协
5 2 5 2 2
同下,完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题。
图Ⅰ
(1)图Ⅰ中,类囊体膜直接参与的代谢途径有 (从①~⑦中选填),在红光照射条件
下,参与这些途径的主要色素是 。
(2)在C 循环途径中,乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化,同时生成的 在过氧
2
化氢酶催化下迅速分解为O 和H O。
2 2
(3)将叶片置于一个密闭小室内,分别在CO 浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO
2 2
浓度的变化,获得曲线a、b(图Ⅱ)。
图Ⅱ
①曲线a,0~t 时段释放的CO 源于 ;t ~t 时段,CO 的释放速度有所增加,此阶段
1 2 1 2 2
的CO 源于 。
2
②曲线b,当时间到达t 点后,室内CO 浓度不再改变,其原因是
2 2
。
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(4)光呼吸可使光合效率下降20%~50%,科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇
酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶﹐形成了图Ⅲ代谢途径﹐通过
降低了光呼吸,提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的 价值。
图Ⅲ
答案 (1)①⑥ 叶绿素(叶绿素a和叶绿素b) (2)H O (过氧化氢) (3)①细胞呼吸 光
2 2
呼吸和细胞呼吸 ②光合作用速率等于光呼吸和细胞呼吸速率之和 (4)将乙醇酸转化
为苹果酸,增加叶绿体中的CO 浓度 直接
2
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B 组
1.(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
答案 B
2.(2021重庆,6,2分)如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析,下
列叙述错误的是 ( )
A.水光解产生的O 若被有氧呼吸利用,最少要穿过4层膜
2
B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成NADPH
C.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节
答案 A
3.(2021山东,16,3分)(不定项)关于细胞中的H O和O ,下列说法正确的是 ( )
2 2
A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H O产生
2
B.有氧呼吸第二阶段一定消耗H O
2
C.植物细胞产生的O 只能来自光合作用
2
D.光合作用产生的O 中的氧元素只能来自H O
2 2
答案 ABD
4.(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a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进
而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提
下,下列叙述错误的是 ( )
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A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收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
5.(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
6.(2021全国乙,29,11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
2
式。这类植物晚上气孔打开吸收CO ,吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气
2 2
孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的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 来
2
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。
7.(2021辽宁,22,13分)早期地球大气中的O 浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O 浓
2 2
度显著增加,CO 浓度明显下降。现在大气中的CO 浓度约为390 μmol·mol-1,是限制植物
2 2
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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
2
的酶,在低浓度CO 条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO 浓缩机制,极
2 2
大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO 浓度,促进了CO 的固定。回答下列问题:
2 2
(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO 被固定形成 ,进而被还原生成糖
2
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,磷酸烯醇式丙酮
2
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,最终进入相邻的
3
维管束鞘细胞释放CO ,提高了Rubisco附近的CO 浓度。
2 2
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
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答案 (1)C (三碳化合物) 叶绿体基质 (2)叶绿体 呼吸作用和光合作用(光反应)
3
(3)①高于 ②NADPH和ATP 吸能反应 ③同位素标记 (4)ACD
8.(2021河北,19,10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,结果见表。
对照
生理指标 施氮组水+氮组
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:
(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,叶肉细
2
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) 吸收和运输 (2)镁(或Mg) NADPH和ATP 水 C (3)
5
玉米植株气孔导度增大,吸收的CO 增加
2
9.(2021海南,21,10分)植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。
生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中,需定时向营养液通入空气,目的是
;除通气外,还需更换营养液,其主要原因是
。
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(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜,选用红蓝光的依据是
。生菜成熟叶片在
不同光照强度下光合速率的变化曲线如图,
培植区的光照强度应设置在 点所对应的光照强度;为提高生菜产量,可在培植区
适当提高CO 浓度,该条件下B点的移动方向是 。
2
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14 h/10 h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸
速率的影响,结果如图,光合作用最适温度比呼吸作用最适温度 ;若将培植区的温
度从T 调至T ,培植24 h后,与调温前相比,生菜植株的有机物积累量 。
5 6
答案 (1)促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长
(2)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,选用红蓝光可以提高植物
的光合作用,从而提高生菜的产量 B 右上方 (3)低 减少
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