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解密06 光合作用与能量转化
1．（2022·河南·高三阶段练习）恩格尔曼在验证红光和蓝紫光是叶绿体吸收的有效光时先用氢气充满整个
微室，然后用好氧细菌和水绵进行实验。下列相关推论不合理的是（ ）
A．氢气充满整个微室是为了保证实验在无氧环境中进行
B．好氧细菌聚集部位可以反映氧气的产生部位
C．本实验结束后还能检测到有淀粉的生成
D．若用二氧化碳充满整个微室也能达到实验目的
【答案】C
【分析】1、光合作用利用光能合成有机物，并释放了大量的氧气。红光和蓝紫光对光合作用的效果最佳，
而绿光最差。
2、该实验利用了好氧细菌的好氧特性。
【详解】A、用氢气充满整个微室是为了保证实验在无氧环境中进行，A 正确；
B、好氧细菌聚集部位可以反映氧气的产生部位，B 正确；
C、光合作用暗反应产生淀粉，需要二氧化碳作为原料，但该实验只能进行光反应，没有淀粉的生成，C
错误；
D、若用二氧化碳代替氢气充满整个微室也能营造无氧环境，从而达到实验目的，D 正确。
故选C。
2．（2022·河南·濮阳南乐一高高三阶段练习）为测定棉花叶片的光合速率，某同学按以下步骤进行了实验
操作：①晴天从在田间选定的棉花植株上选择叶片若干；②在所选的棉花叶片基部用刀片将叶柄的外皮环
割约0.5cm 宽；③分别剪下叶片的一半（中脉不剪下），并将叶片夹于湿润的纱布中，置于暗处，4h 后再
依次剪下另一半叶片，同样夹于湿润纱布中；④称重比较，并得出表格结果。下列叙述正确的是（
）
编号
第一次所剪叶片干重/g
第二次所剪叶片干重/g
1
0.5
0.8
2
A．实验前应该将植株置于黑喑处一段时间以除去叶片中原有的有机物
A 组 基础练
1
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B．第①步中叶片在植株上的部位等为无关变量，光照时间为自变量
C．第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎杆等处的运输
D．通过上表结果可以计算出叶片的真正光合速率和呼吸速率
【答案】C
【分析】影响光合作用的因素：光照强度、土壤含水量等；
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，光照下可以测得净光合速率，呼吸速率需要在黑暗环境中测得。
【详解】A、实验前无须黑暗处理，本实验是通过两次叶片干重变化量来测定光合速率，A 错误；
B、光照时间也为无关变量，B 错误；
C、第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎杆等处的运输，保证叶片干重的变化是来自于光合作用，C
正确；
D、第一次所剪叶片干重为呼吸消耗后的重量，第二次所剪叶片干重为净光合作用积累的有机物的重量，
通过题表中数据可以计算出叶片的真正光合速率，无法计算出呼吸速率，D 错误。
故选C。
3．（2022·河南·项城市第三高级中学高三阶段练习）卡尔文为了探明暗反应中碳原子的转移途径，给植物
提供14CO2，当反应进行至第5s 时，l4C 出现在一种 C5和一种C6中，当缩短时间到0.5 s 时，14C 出现在一
种C3中,下列相关叙述错误的是（ ）
A．用14C 标记CO2的目的是追踪CO2中的碳原子
B．卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径
C．若适当延长反应时间，则会检测到更多种含l4C 的化合物
D．该实验研究暗反应，因此应该在黑暗环境中进行该实验
【答案】D
【分析】光合作用的光反应阶段，水分解成O2和[H]，ADP 和Pi 形成ATP；暗反应阶段，CO2和C5结合，
生成2 个C3，C3接受ATP 释放的能量并且被[H]还原，形成糖类和C5。光反应与暗反应紧密联系，相互影
响。
【详解】A、该实验中用
标记
的目的是追踪
中的碳原子，便于根据放射性检测碳原子的转移途
径，A 正确；
B、卡尔文通过控制反应时间来探究碳原子的转移途径，在不同的时间点检测，能探明碳元素的转移途径，
B 正确；
C、若适当延长反应时间，则
会转移到更多的中间产物中，C 正确；
2
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D、该实验研究暗反应，但暗反应的进行需要光反应提供
和
，因此该实验要在光照条件下进行，D
错误。
故选D。
4．（2022·河南·高二期末）农作物栽培过程中提倡多施农家肥。下列有关分析不合理的是（ ）
A．农家肥可防止土壤板结，提高土壤的透气性
B．农家肥富含有机物，可被农作物直接吸收利用，从而促进生长发育
C．农家肥可被微生物分解成无机盐，能增加土壤矿质元素含量
D．农家肥被微生物分解后释放出CO2，可提高农作物的光合速率
【答案】B
【分析】植物光合作用受诸多因素的影响，最大限度地满足农作物光合作用对水、无机盐、温度、光照等
方面的要求，以确保植物生长所需。
【详解】A、农家肥中含有微生物，可防止土壤板结，提高土壤的透气性，A 正确；
B、作物通常不会直接吸收土壤中的有机物，植物的有机物是自身通过光合作用制造而来的，B 错误；
C、植物不能直接利用农家肥中的有机物，但农家肥可被微生物分解成无机盐，能增加土壤矿质元素含量，
C 正确；
D、二氧化碳是植物光合作用的原料，农家肥被微生物分解后释放出CO2，可提高农作物的光合速率，D
正确。
故选B。
5．（2022·上海市复兴高级中学高二阶段练习）“麦生黄色，伤于太稠；稠者，锄而稀之。”出自《齐民
要术》，意思是“麦苗呈现黄色，毛病在过于稠密，过于稠密，有锄锄稀些”。古人的这种措施对小麦光
合作用的影响是（ ）
A．只提高光反应
B．只提高暗反应
C．降低呼吸速率
D．提高光反应和暗反应
【答案】D
【分析】麦苗呈现黄色，毛病在过于稠密，过于稠密，有锄锄稀些，这是合理密植。
【详解】合理密植可以减少植物的种内斗争，保证每一株植物能够获得充足的光照，CO2，水和矿质元素
等，所以能够提高光反应和暗反应。
故选D。
6．（2022·重庆八中高三阶段练习）为了探究各因素对菠菜叶绿体色素提取实验的影响，某研究小组进行
了如下表所示实验：
3
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组别
SiO2
CaCO3
过滤材料
实验总时间
甲组
较少
适量
纱布
10min
乙组
适量
较少
纱布
10min
丙组
适量
适量
滤纸
10min
丁组
适量
适量
纱布
60min
戊组
适量
适量
纱布
10min
用纸层析法分离色素，与戊组对比，下列对甲～丁组实验结果的分析，不合理的是（ ）
A．甲组滤纸条上的各种色素条带都较窄
B．乙组滤纸条上呈绿色的条带窄一些，呈黄色的条带差异不大
C．丙组滤纸条上各种色素条带的颜色明显深一些
D．丁组滤纸条上各种色素条带的颜色浅一些
【答案】C
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验：（1）提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使
研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；
（2）分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最
后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿
色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】A、
有助于研磨细胞，甲组加入的较少，各色素含量都降低，A 正确；
B、
可以保护叶绿素不被酸性物质破坏，类胡萝卜素较稳定，B 正确；
C、丙组用滤纸过滤，色素会大量吸附在滤纸上，各色素条带都应该颜色变浅，C 错误；
D、操作时间过长，色素易分解，D 正确。
故选C。
7．（2022·湖南·高三专题练习）在特定情况下，当外界CO2浓度较高时，植物叶片生长迅速，引起单位叶
面积光合色素含量降低的现象称为“稀释效应”，适当补充氮肥可以缓解“稀释效应”。下列叙述错误的
是（ ）
A．提取植物叶片中光合色素常用的试剂是无水乙醇
B．“稀释效应”发生的原因可能是叶片光合速率较低
4
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C．叶片光合色素含量较低时，通常表现为叶片的黄化
D．“稀释效应”得到缓解后，有助于植物利用外界CO2
【答案】B
【分析】植物光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，影响光合作用的因素有温度、CO2浓度、光照强度
和光照时间等。
【详解】A、常用无水乙醇提取光合色素，在提取过程中加入石英砂有利于研磨更加充分，加入碳酸钙有
保护色素的作用，A 正确；
B、光合色素含量降低的现象称为“稀释效应”，“稀释效应”发生的原因可能是光合色素含量降低，B
错误；
C、叶片光合色素含量较低时，表现出类胡萝卜素的颜色，通常表现为叶片的黄化，C 正确；
D、“稀释效应”得到缓解后，光合色素含量恢复正常，有助于植物利用外界CO2，D 正确。
故选B。
8．（2021·山东·济南市章丘区第四中学高一阶段练习）农谚是指关于农业生产的谚语，是人们在长期生产
实践中总结出来的经验；它产生于农业生产实践，叉指导和服务于农业生产实践，对促进农业生产丰产丰
收具有重要意义。下表中有关农谚的解释，不恰当的一项是（ ）
选
项
农谚
解释
A
甘蔗秆秆长，适当放宽行
通风透气、充分利用阳光
B
要想庄稼好，猪羊满圈跑
改良土壤，并给作物提供有机质
C
寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水
作物不同时间的需水量不同，合理灌溉
D
浅栽不活，深栽不旺
栽植时保持土壤有适宜的水分和氧气
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【分析】提高农作物的光能的利用率的方法有：
（1）延长光合作用的时间；
（2）增加光合作用的面积（合理密植、间作套种）；
（3）光照强弱的控制；
（4）必需矿质元素的供应；
（5）CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
【详解】A、“甘蔗秆秆长，适当放宽行”，农作物种植密度合理可以增产，原因是合理密植可以提高对
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光的利用率，充分利用阳光，A 正确；
B、“要想庄稼好，猪羊满圈跑”，猪羊是消费者，能加快物质循环，促进庄稼的生长，B 错误；
C、“寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水”，可看出农作物不同时间的需水量不同，因此需要合理灌溉，C 正
确；
D、“浅裁不活”说明农作物需要适合的水分，“深裁不旺”说明农作物需要适合的氧气，D 正确。
故选B。
9．（2022·全国·高三专题练习）合理密植有利于提高农作物产量。研究人员设置了4 种不同的种植密度
D1（5.25 万株·hm－2）、D2（6.75 万株·hm－3）、D3（8.25 万株·hm－2）和D4（9.75 万株·hm－2）来研究种
植密度对玉米单叶光合速率和玉米群体干物质积累量的影响，得到下表所示结果。回答下列问题：
种植密
度
玉米单叶光合速率/（μmol CO2·m－2·s－1）
玉米群体干物质积累量/（t·hm－2）
2019 年
2020 年
2019 年
2020 年
D1
31.4
25.7
15.3
23.1
D2
30.6
25.7
22.2
26.8
D3
28.5
25.2
23.5
27.2
D4
25.4
23.7
20.8
24.2
（1）随种植密度增大，叶片光合速率呈______趋势。其原因是叶片相互遮挡，单叶吸收的光能减少导致
______；通风受阻导致______。
（2）相比D1、D2 和D4，种植密度为D3 时，玉米群体干物质积累量最大，主要原因是________________。
（3）为了进一步研究种植密度对玉米产量的影响，可检测玉米果穗的数量、果穗籽粒的
_________________（答出两点）等指标进行分析。
【答案】 下降 光反应速率下降 叶片的CO2吸收量减少，暗反应速率下
降 D3 玉米群体接收光照的总面积较D1、D2 多，总光合速率大，导致合成的有机物多；D3 玉米
株数较D4 少，总呼吸速率小，导致消耗的有机物少 数量、重量（单粒重量）、有机物含量
【分析】1、合理密植的原理是使用适当的密植方式让植物通过光合作用充分利用光能，从而提高其光合
效率和产量。合理密植是增加单位面积产量的有效途径，其主要作用在于它可以充分发挥土、肥、水、光、
气、热的效能，然后通过调节农作物单位面积内个体与群体之间的关系，使个体发育健壮、群体生长协调，
最后达到高产的目的。
2、净光合速率是指植物光合作用积累的有机物，是总光合速率减去呼吸速率的值。净光合速率是指植物
在单位时间内积累的有机物的量，而真正光合速率则是指植物在单位时间制造有机物的量。
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【详解】（1）随种植密度增大，由于叶片之间相互遮挡，叶片光合速率呈下降的趋势。其原因是叶片相
互遮挡，单叶吸收的光能减少导致光反应速率下降；通风受阻导致叶片的CO2 吸收量减少，暗反应速率下
降。
（2）干物质积累量指的是净光合速率，是总光合速率减去呼吸速率的值。相比D1、D2 和D4，种植密度
为D3 时，玉米群体干物质积累量最大，主要原因是D3 玉米群体接收光照的总面积较D1、D2 多，总光合
速率大，导致合成的有机物多；D3 玉米株数较D4 少，总呼吸速率小，导致消耗的有机物少。
3）为了进一步研究种植密度对玉米产量的影响，可检测玉米果穗的数量、果穗籽粒的数量、重量（单粒
重量）、有机物含量等指标进行分析。
【点睛】本题主要考查光合作用的相关知识，其中准确理解净光合速率的含义，是解题的关键。
10．（2022·江西·赣州市第一中学高三期中）某地属于中温带干旱气候区，随着气温升高和干旱加剧，当
地农业研究所为研究气候变化对枸杞生长的影响，进行了相关实验，实验结果如图所示。回答下列问题：
(1)图中实验的自变量是_____和_____。
(2)干旱胁迫条件下，植物的水分供应不足会导致净光合速率降低，从光反应和暗反应的角度分析，原因是
_____。高温处理会_____（填“增强”或“减弱”）这种影响。
(3)植物果实的发育要经历青果期到成熟期的过程，在青果期，随着干旱胁迫加剧，果实中糖等营养物质的
含量不断降低，而在成熟期，轻度干旱时果实中糖等营养物质的含量最高。据此推测，若要提高枸杞果实
的产量和品质，可以采取的措施是_____和_____。
【答案】(1) 温度 干旱程度（顺序可换）
(2) 水分供应不充足，导致光反应产生的ATP、NADPH 减少，C₃ 的还原减慢进而使净光合速率下
降 增强
(3) 在青果期保证水分供应充足 在成熟期进行轻度干旱处理
【分析】由图可知，该实验实验目的是研究气候变化对枸杞生长的影响，自变量是干旱程度和温度，因变
量是枸杞的净光合速率。
【详解】（1）由图可知，该实验实验目的是研究气候变化对枸杞生长的影响，自变量是干旱程度和温度，
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因变量是枸杞的净光合速率。
（2）水分供应不足，光反应中水的光解减慢，产生的O2和H+减少，使NADPH 和ATP 的合成减慢，进而
导致C3还原减慢，而高温会增强这种影响，从而导致枸杞净光合速率下降。
（3）在青果期，随着干旱胁迫加剧，果实中糖等营养物质的含量不断降低，为提高青果期果实的产量和
品质，要保证水分供应充足，在成熟期，轻度干旱时果实中糖等营养物质的含量最高，所以成熟期可以进
行轻度干旱处理，有利于成熟期果实中糖等营养物质的积累。
1．（2022·重庆·高三期中）大棚蔬菜种植技术是一种比较常见的技术，它具有较好的相对密封性能，很多
条件可以人为控制，从而有效提高蔬菜产量。下面是某同学参观完某地蔬菜大棚后总结的相关知识，总结
中有科学性错误的是（ ）
A．大棚中经常使用无色透明的塑料薄膜覆盖、阴雨天用日光灯补光，可以增强光合作用的光反应
B．通过增施有机肥，不仅能给蔬菜提供无机盐，还能提供能量
C．白天适当提高大棚温度，夜晚适当降低温度，增大昼夜温差，有利于积累有机物
D．轮作（轮流种植不同的蔬菜）能提高蔬菜对矿质元素的利用率，减少病虫害发生
【答案】B
【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、二氧化碳吸收量、有机物积累量等，图中曲线表示净光合速率。
【详解】A、无色透明的塑料薄膜允许各种颜色的光透过，阴雨天光照不足适当补光，都是增强光反应的
措施，A 正确；
B、蔬菜不能利用有机肥中的能量，B 错误；
C、白天既有光合作用又有呼吸作用，一般光合作用适宜的温度高于呼吸作用，晚上只有呼吸作用，光合
作用合成有机物，呼吸作用消耗有机物，增大昼夜温差，有利于积累有机物，C 正确；
D、轮作有助于更新土壤，提高土壤肥力，提高蔬菜对矿质元素的利用率，减少病虫害发生，D 正确。
故选B。
2．（2022·辽宁·抚顺县高级中学校高三阶段练习）科学家将离体叶绿体的悬浮液与高铁（Fe3+）盐混合并
B 组 提升练
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进行光照，发现O2是由水光解而释放的，后来又发现辅酶Ⅱ（NADP+）等可在离体叶绿体的悬浮液中促进
水光解。人们将叶绿体在光下进行水的光解并释放O2的反应称为希尔反应。下列叙述正确的是（ ）
A．利用C18O2参与反应可验证希尔反应
B．NADP+可为离体叶绿体悬浮液中水的光解提供能量
C．希尔反应强度受光照强度、辅酶Ⅱ数量等因素的影响
D．希尔反应直接参与了活跃化学能向有机物中稳定化学能转化的过程
【答案】C
【分析】离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应的结果虽
能说明水的光解产生氧气，但并不能说明所产生的氧气中的氧元素全部来自于水。
【详解】A、希尔反应不需要CO2参与，A 错误；
B、NADP+不能为离体叶绿体悬浮液中水的光解提供能量，只能作为一种氧化剂参与反应，B 错误；
C、希尔反应强度受光照强度、辅酶Ⅱ数量等因素的影响，C 正确；
D、希尔反应属于光反应，参与完成光能向活跃化学能的转化，D 错误。
故选C。
3．（2022·辽宁·丹东市教师进修学院高三阶段练习）我国是一个农业大国，几千年来中国人民利用勤劳和
智慧创造了无数辉煌，在农业上积累了丰富的经验，许多经验被编成了通俗易懂的谚语广为流传，下列有
关农谚的解释错误的是（ ）
农谚
解释
A
锅底无柴难烧饭，田里无粪难增
产
农家肥分解后可以为农作物提供CO2，和无机盐，减少生产成本和
污染
B
疏禾有谷粜（tiao），密禾捞柴
烧
提高种植密度有利于提高光合速率，从而提高产量
C
六月若连阴，遍地是黄金
水是影响光合作用的因素，合理灌溉有利于提高产量
D
人在屋里热的跳，稻在田里哈哈
笑
温度通过影响酶的活性来影响光合作用
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【分析】影响光合作用的环境因素。
温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作
用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化
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碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到
一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】A、农家肥中富含有机物，其经过微生物分解后可以产生二氧化碳和无机盐，其中二氧化碳可作
为农作物进行光合作用的原料，进而促进光合作用的进行，而无机盐是细胞和生物体生命活动所必需的，
减少了花费的使用，因此农家肥的使用可减少生产成本和污染，A 正确；
B、疏禾有谷粜（tiao），密禾捞柴烧，说明合理密植能提高光能利用率，进而提高产量，而过度密植会导
致有效的光合作用面积没有提高，反而增加了呼吸消耗，因而会导致减产，即该现象说明，适度提高种植
密度有利于提高产量，但过高反而会增加呼吸消耗而减产，B 错误；
C、六月若连阴，遍地是黄金，说明六月植物对水的需求量大，同时也能说明水作为光合作用的原料，合
理灌溉有利于提高产量，C 正确；
D、人在屋里热的跳，稻在田里哈哈笑，说明温度较高的情况下有利于水稻进行光合作用，即温度可通过
影响酶的活性来影响光合作用，D 正确。
故选B。
4．（2022·河南·高三阶段练习）在某些农村、许多农户都是将玉米与大豆间作在一起，还流行这么一句话：
“种植玉米搭配豆、汤汤水水都不漏”。玉米的植株比较高大，叶片较长，适合稀植，不太适合密植。大
豆株高一般在30~90cm，喜光，但也稍耐阴，下列相关叙述错误的是（ ）
A．玉米单作种植密度过高易造成通风不良，种植密度低又可能使土壤养分得不到充分利用
B．将大豆间作于两行玉米之间，可以提高农田阳光、土壤矿质营养的利用率
C．大豆与玉米间作可能比大豆单作的单株平均光合速率低
D．同等光照强度下，玉米与大豆的光合速率一般相同
【答案】D
【分析】1.间作是指将两种或两种以上生育季节相近的作物在同一块田地上同时或同季节成行或成芾地相
间种植方式。通常将高的喜阳植物与矮的喜阴植物间种。
2.轮作是指同一块地上有计划地按顺序轮种不同类型的作物和不同类型的复种形式。轮作能均衡地利用土
壤养分，调节土壤肥力。
【详解】A、由题意可知，玉米植株较高，叶片较长，若种植密度过高则可能导致田间内部密不透风，若
种植密度过低，则其根只能吸收植株周围小范围的营养，会造成土壤矿质营养的浪费，A 正确；
B、若将大豆间作于两行玉米之间，则既可以吸收玉米叶片间洒落下的光照，又可以充分利用玉米行间土
壤矿质营养，因而可提高农田阳光、土壤矿质营养的利用率，B 正确；
10
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C、由题意可知，大豆喜光，也耐阴，若将大豆植于玉米田下，则单株平均受光减弱，推测其平均光合速
率比单作降低，C 正确；
D、不同植物对光的利用能力一般不同，所以同等光照强度下，玉米和大豆的光合速率往往不同，D 错误。
故选D。
5．（2022·河北省玉田县第一中学高三阶段练习）完成太空旅行的一些植物种子，返回地球后在原环境条
件下种植研究，发现某植物的净光合速率提高下列相关原因的验证操作，不合理的是（ ）
A．叶肉细胞中叶绿体的数量增加，可在高倍显微镜下通过观察验证
B．类囊体膜上光合色素含量增加，可通过观察处理前后纸层析后的色素带宽窄验证
C．叶绿体中固定CO2酶的活性增强，可通过比较单位时间内相同CO2浓度下CO2的固定量判断
D．叶绿体中与光合作用有关的酶的数量增加，可通过双缩脲试剂检测验证
【答案】D
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更
充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，
随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶
黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】A、叶肉细胞中叶绿体可在显微镜下观察到，可通过观察确定其数量的变化，A 正确；
B、通过观察纸层析后色素带的深浅或宽窄可以确定类囊体膜上光合色素含量增加，B 正确；
C、叶绿体中固定CO2酶的活性增强，光合速率也会增大，可通过比较相同CO2浓度下的CO2的固定量来
判断，C 正确；
D、叶绿体中与光合作用有关的酶的数量增加，不能通过双缩脲试剂检测，因为叶肉细胞内的蛋白质众多，
双缩脲试剂检测不能确定是否是与光合作用有关的酶的数量增加，D 错误。
故选D。
6．（2022·河北·衡水市第十三中学高三期末）当一定波长的红外光经过含有CO2的气体时．能量会因CO2
的吸收而减少，减少量的多少与CO2的浓度有关。根据此原理可利用红外线CO2气体分析仪法测定密闭容
器中植物的光合速率与呼吸速率。下列说法正确的是（ ）
A．该方法能直接测定植物的真正光合速率
B．测定过程中容器内需放置CO2缓冲液
C．暗处理一定时间后．测得的CO2的减少量除以时间即为植株的呼吸速率
D．为校正物理因素对实验结果的干扰，需设置含同种等量死植物的装置作为对照组
【答案】D
【分析】二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随
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二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】A、该方法可通过分析红外光中能量的减少来推测吸收二氧化碳的多少，因而该方法测定的为净
光合速率，不能直接测定植物的真正光合速率，A 错误；
B、该方法是通过测定容器中二氧化碳浓度的变化来反映光合速率与呼吸速率的，因此，测定过程中容器
内不能放置CO2缓冲液，B 错误；
C、暗处理一定时间后．测得的CO2的增加量除以时间即为植株的呼吸速率，C 错误；
D、为校正温度、气压等物理因素对实验结果的干扰，需设置含同种等量死植物的装置作为对照组，D 正
确。
故选D。
7．（2022·湖北孝感·高三阶段练习）与大田种植相比，植物工厂有密闭性好、无病虫害感染、能避免土壤
污染等优点。科研人员为了解在水培条件下，油菜对不同浓度营养物质X 的吸收情况，做了相关实验，结
果如图所示。下列相关分析不合理的是（ ）
A．植物工厂的油菜可给予红光和蓝紫光光照，以提高光合效率
B．可向水培溶液中通入无菌空气，以提高根对矿物质的吸收速率
C．根细胞吸收物质X 需要转运蛋白的协助
D．根细胞吸收物质X 需要ATP 水解供能
【答案】D
【分析】物质X 的吸收速率随X 的浓度增大而先增大，后保持最大吸收速率，推测其跨膜运输方式为协助
扩散或主动运输，需要转运蛋白。
【详解】A、光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故植物工厂的油菜可给予红光和蓝紫光光照，以提高光合
效率，A 正确；
B、根吸收无机盐为主动运输，需要细胞呼吸提供能量，故可向水培溶液中通入无菌空气，以提高根对矿
物质的吸收速率，B 正确；
CD、一定浓度范围内，物质X 的吸收速率随X 的浓度增大而先增大，达到一定浓度后，吸收速率不在增
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加，推测其跨膜运输方式为协助扩散或主动运输，需要转运蛋白，但不一定消耗能量，C 正确，D 错误。
故选D。
8．（2022·河南·信阳高中高三开学考试）2020 年马克斯·普朗克联同多位科学家在《科学》上发文，他们
通过将菠菜的“捕光器”与9 种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体。这种叶绿体可在细胞外工
作、收集阳光，并利用由此产生的能量将CO2转化成富含能量的分子。有机物的转化过程如图所示，下列
叙述错误的是（ ）
A．物质X 表示NADPH，CO2浓度下降物质X 的含量上升
B．通过添加不同的酶可能会制备出合成不同有机物的叶绿体
C．“捕光器”上的光合色素能将光能转化为ATP 和物质X 中的化学能
D．叶肉细胞和人造叶绿体合成等量的有机物时向外界释放的O2量相等
【答案】D
【分析】图中物质X 表示NADPH，Y 表示NADP+。
【详解】A、由图可知，物质X 表示NADPH，CO2浓度下降导致CO2固定受到抑制，C3减少，C3的还原变
慢，物质X 的含量上升，A 正确；
B、由题意可知，通过将菠菜的“捕光器”与9 种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体，说明通
过添加不同的酶可能会制备出合成不同有机物的叶绿体，B 正确；
C、“捕光器”上的光合色素能将光能转化为ATP 和物质X 中的化学能，进行光反应，C 正确；
D、叶肉细胞和人造叶绿体合成等量的有机物时向外界释放的O2量相比，由于人造叶绿体不存在呼吸作用
消耗O2，故人造叶绿体释放的O2多，D 错误。
故选D。
9．（2022·浙江·模拟预测）某同学进行“探究不同形态的氮素对烟草光合速率的影响”。经30 天测得相
关数据并绘图，如图为不同形态的氮素对烟草光合速率影响的柱形图。
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回答下列问题：
(1)烟草的叶绿体中含有多种光合色素，常用_____提取。光合色素常在_____（具体场所）发挥作用，该过
程为吸能反应。
(2)据图分析可知，氮元素能通过_____，从而提高烟草的净光合速率。该实验说明了氮素的形态会影响净
光合速率，其中_____促进烟草增产的效果更明。通过比较a、b、d 组幼苗的实验结果可证明：_____。
(3)研究机理可知，氮素通过直接参与合成_____（写出一种物质即可）来影响光反应中ATP 和NADPH 的
生产速率。根据（2）中结论之一，提高硝态氮在营养液的浓度，但净光合速率却远低于a 组，其原因可能
是_____。
【答案】(1) 无水（95%）乙醇 类囊体膜/基粒
(2) 增加气孔导度、提高胞间CO2浓度 硝态氮 硝态氮具有提高烟草净光合速率（或
气孔导度/或胞间CO2浓度）的作用；铵态氮对硝态氮态提高烟草净光合速率（或气孔导度/或胞间CO2浓
度）具有拮抗（或对抗）作用。
(3) 叶绿素/光合酶 培养液浓度大于植物细胞液浓度，细胞发生渗透作用失水死亡
【分析】探究不同形态的氮素对烟草光合速率的影响，自变量是不同形态的氮素，因变量是光合速率的变
化，通过测量气孔导度，胞间CO2浓度，净光合速率来体现光合速率的变化，从柱形图看出烟草在不同形
态的氮素下的光合速率比无氮营养液高，且在只含硝态氮的营养液下光合速率更高。
【详解】（1）叶绿体中光合色素常用无水乙醇提取， 光合色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，在光合作
用的光反应阶段发挥作用，此反应为吸能反应。
（2）由图可知，氮元素能增加气孔导度、提高胞间CO2浓度，来提高烟草的净光合速率。并且从图中还
可以看出，只含硝态氮的净光合速率最大。通过比较a、b、d 组幼苗的实验结果可证明硝态氮具有提高烟
草净光合速率（或气孔导度/或胞间CO2浓度）的作用；铵态氮对硝态氮态提高烟草净光合速率（或气孔导
度/或胞间CO2浓度）具有拮抗（或对抗）作用。
（3）光合作用的光反应中，水在光照、色素和光合酶的作用下，会生成氧气和NADPH，并伴有能量的生
成，其中叶绿素和光合酶含有氮元素，故氮素可以通过直接参与合成来影响光反应中ATP 和NADPH 的生
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产速率。根据（2）中结论之一，提高硝态氮在营养液的浓度，但净光合速率却远低于a 组，其原因可能是
培养液浓度大于植物细胞液浓度，细胞发生渗透作用失水死亡。
10．（2022·北京朝阳·高三期中）间作是指在同一田地上同时分行种植两种或两种以上作物的种植方式。
研究者进行了田间试验，比较了不同种植密度下玉米单作、豌豆-玉米间作模式中的玉米产量，发现提高种
植密度均可增产，且间作更显著，中密度间作产量最高。
(1)适宜条件下密植可增产，但密度过大可能由于叶片遮挡而导致光线不足，为光合作用暗反应提供的
___________不足，从而降低光合速率。
(2)研究者测定了不同密度和模式下玉米的光合速率和叶片光合生理指标。
①结果显示，__________________________。
②叶肉细胞中的光合色素存在于__________上，可溶解于______________中。研究者测定叶片光合速率后，
在相同位置测量了叶绿素相对含量，结果与光合速率变化趋势一致。
③研究者通过电镜观察V12 后间作玉米叶片，与单作相比，发现气孔密度、叶绿体数量_____________。
(3)间作模式中玉米和豌豆之间存在__________关系，密植进一步强化了此种关系。请结合所学知识和题中
信息，解释豌豆收获（V12）后，间作密植玉米的一系列光合生理指标（至少写出两点）的变化及最终实
现增产的机制。_____________
(4)为进一步提高间作密植的优势，可在_____________方面继续深入研究。
【答案】(1)ATP、NADPH
(2) 与单作相比，间作在玉米V12 期后提高其光合速率；中密度间作玉米光合速率较高 类囊体
膜 无水乙醇 增多
(3) 竞争 豌豆收获后，玉米与豌豆失去竞争关系，玉米获得无机盐等营养物质多，合成更多叶
绿素；叶绿素相对含量多，吸收转化光能多，为暗反应提供更多ATP、NADPH，从而提高光合速率，提高
产量
(4)品种搭配、探索间作作物光合生理机制等
【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
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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）光反应产生氧气、ATP 和NADPH，其中NADPH 和ATP 能用于暗反应，若光照不足，则光
反应为暗反应提供的NADPH 和ATP 不足，会使光合速率下降。
（2）①结合图示可知，与单作（SD）相比，间作（ID）在玉米V12 期后提高其光合速率；中密度间作
（ID2）玉米光合速率较高，光合速率最高大于40umol CO2m-2s-1，而其它方式最高光合速率均不足40umol
CO2m-2s-1。
②叶肉细胞中的光合色素存在于叶绿体中的类囊体膜上；光合色素是脂溶性的，可以溶解在无水乙醇中。
③气孔是气体（CO2）的通道，叶绿体是光合作用的场所，间作玉米叶片中气孔密度、叶绿体数量均增多，
因此光合速率最高。
（3）玉米和豌豆是不同种的生物，之间存在竞争关系，竞争光照和水分、养分等；豌豆收获后，玉米与
豌豆失去竞争关系，玉米获得无机盐等营养物质多，合成更多叶绿素；叶绿素相对含量多，吸收转化光能
多，为暗反应提供更多ATP、NADPH，从而提高光合速率，提高产量。
（4）间作指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式，因此
探究不同种植物品种搭配、间作作物光合生理机制等，可能可以进一步提高间作密植的优势。
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