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解密06 光合作用与能量转化
考点热度 ★★★★★
1.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂。(2020·江苏卷,T6) ( √ )
2.研磨时加入CaO 可以防止叶绿素被氧化破坏。(2020·江苏卷,T6)
( × )
分析:绿叶中色素的提取和分离实验中,研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3),可防止研磨时叶绿素
被破坏。
3.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作。(2019·江苏卷,T17)
( × )
分析:层析时,为了防止层析液挥发,需要用培养皿盖住小烧杯。
4.高等植物细胞中,光合作用中的光反应只发生在生物膜上。(2018·海南卷,T4) ( √ )
5.叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中。( √ )
6.叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。
( × )
分析:叶绿体可通过光反应产生ATP。
7.进入叶绿体的CO2不能被NADPH 直接还原。
( √ )
8.照光培养一段时间的绿藻,用黑布迅速将培养瓶罩上,绿藻细胞的叶绿体内CO2的固定加快。
( × )
分析:由于光反应下降,叶绿体内CO2的固定随之下降。
9.暗反应中C 原子的转移途径是CO2
C3
C5
(CH2O)。( × )
分析:暗反应中C 原子的转移途径是CO2
C3
(CH2O)。
10.适宜条件下光合作用过程中,C5/C3的比值停止供应CO2后比停止前高。( √ )
易混1
A:光合作用将光能转变为化学能,细胞呼吸将有机物中化学能转变为热能。
(×)
B:通过细胞呼吸,有机物中的能量只有一部分储存在ATP 中。
(√)
易混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:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
(√)
易混3
A:暗反应在有无光的条件下都能进行,因此黑暗条件下叶绿体也能将CO2转化为糖
类。
(×)
B:暗反应需要光反应产生的[H]和ATP 的驱动才能进行。
(√)
1
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高频考点一 光合作用与能量转化
1．光反应和暗反应的比较
项目
光反应
暗反应
条件
光、色素、酶
ATP、[H]、CO2、多种酶
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
物质变化
水的光解、ATP 的合成
CO2的固定、C3的还原、ATP 的水解
能量变化
光能转化为活跃的化学能
活跃的化学能转化为稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供[H]和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
2．环境改变时光合作用各物质含量的变化
(1)“过程法”
(2)“模型法”
①图1 中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、[H]、ATP。
②图2 中曲线甲表示C5、[H]、ATP，曲线乙表示C3。
③图3 中曲线甲表示C5、[H]、ATP，曲线乙表示C3。
④图4 中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、[H]、ATP。
3．连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析
(1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP 在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗
2
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反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。
(2)在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理
有机物的积累量要多。
4.表解影响光合速率的三大因素:
高频考点二 光合作用与细胞呼吸综合
1.图解光合作用和细胞呼吸的关系:
(1)过程:
(2)C、H、O 三种元素的转移途径:
(1)光照强度
①原理:主要影响光反应阶段ATP 和[H]的产生
②分析P 点后的限制因素:
(2)CO2的浓度
①原理:影响暗反应阶段C3的生成
②分析P 点后的限制因素:
(3)温度
主要影响暗反应,通过影响酶的活性而影响光合作用
3
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(3)光合作用与细胞呼吸中[H]
和ATP 的来源及去路:
①比较[H]的来源和去路:
②比较ATP 的来源与去路:
(4)图解四种状况下“光合作用与细胞呼吸”关系:
4
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2.图解环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系:
(1)光补偿点的两种生理状态:
①整个植株:光合作用强度=细胞呼吸强度。
②叶肉细胞:光合作用强度>细胞呼吸强度。
(2)光补偿点、光饱和点移动方向:
①光补偿点的移动:
a.呼吸速率增加,其他条件不变时,光补偿点应右移,反之左移。
b.呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光补偿点应右移,反之左移。
②光饱和点的移动:
相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时,光饱和点C 应右移(C'点右上移),反之
左移(C'点左下移)。
3.分析一昼夜植物代谢强度变化的两条曲线:
(1)曲线:
5
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(2)解读:
c 点和g 点:光合速率与呼吸速率相等
c～g 段:能积累有机物的时间(光合速率大于呼吸速率)
g 点:有机物积累最多的点
b 点:甲中刚开始进行光合作用的点
一昼夜后能否积累有机物
【特别提醒】图甲中c 点和g 点为光补偿点,此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等,分别相
当于图乙中的c 点和g 点;图乙中c 点玻璃罩内CO2浓度最高,g 点CO2浓度最低。
【典例分析】(2021·河北)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。
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注:气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题:
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括
等
(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的 ,提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿素
能够吸收光能,用于驱动 两种物质的合成以及
的分解;RuBP 羧化酶将CO2转变为羧基加到 分子上,反应形成的产物被还
原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞
CO2供应量增加的原因是
。
【信息提取与转化】
关键信息
转化成解题突破口
实验目的
探究水和氮对光合作用的影响
实验分组
对照组、施氮组、水+氮组
表格数据
自由水与结合水的比值:对照组<施氮组<水+氮组;气孔导度:施氮组<对照组<水
+氮组;叶绿素含量:对照组<施氮组<水+氮组;RuBP 羧化酶活性:对照组<施氮组<
水+氮组;光合速率:对照组<施氮组<水+氮组
【解析】本题考查的是自由水的作用、光合作用的过程和光合作用的影响因素。(1)①水是
细胞内良好的溶剂;②细胞内的许多生物化学反应需要水的参与;③多细胞生物体的绝大多数
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细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中;④水在生物体内流动,可以把营养物质运送到各个
细胞,同时把细胞产生的代谢废物运送到排泄器官或者直接排出体外。矿质元素要溶解在水
中才能被植物的根系吸收,所以施氮的同时补充水分有利于根系对氮的吸收。氮进入植物体
后,会随着水分在蒸腾拉力的作用下一起往上运输,所以补充水分同时也有利于氮的运输。
(2)叶绿素的元素组成:C、H、O、N、Mg,氮和镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸
收光能,用于驱动光反应中ATP 和NADPH 的合成以及水的分解。在暗反应中,RuBP 羧化酶
催化CO2+C5→C3,C3进而被还原为糖类。(3)由表中水+氮组分析可知,叶肉细胞CO2供应量
增加的原因:气孔导度增大,对外界CO2的吸收增加;RuBP 羧化酶的活性增强,CO2的固定效率
增大。
【答案】(1)①是细胞内良好的溶剂;②能够参与生化反应;③能为细胞提供液体环境;④能运
送营养物质和代谢废物(写出两点即可) 吸收和运输
(2)镁 ATP、NADPH 水 C5(五碳化合物)
(3)气孔导度增大,对外界CO2的吸收增加;RuBP 羧化酶的活性增强,CO2的固定效率增大
【真题探究1】（2022·全国乙卷·高考真题）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CO2含量初期逐渐降低，之后保持相
对稳定。关于这一实验现象，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
【解析】
【分析】
光合作用会吸收密闭容器中的CO2，而呼吸作用会释放CO2，在温度和光照均适宜且恒定
的情况下，两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。
【详解】
A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容
器内的CO2含量下降，O2含量上升，A 错误；
B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下
降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率
逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B 错误；
CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C 错误，D 正确。
故选D。
【真题探究2】（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10 时左右某植物光合作
用强度达到峰值，12 时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（
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）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
【答案】AD
【解析】
【分析】
影响光合作用的因素：1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光
照强度低于光饱和点时，光合速率随光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作
用不再随光照强度增加而增加；2、CO2浓度：CO2是光合作用暗反应的原料，当CO2浓度
增加至1%时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高；3、温度：温度对光合作用的影响主
要是影响酶的活性，或午休现象；4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，
以提高光合作用速率；5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物
缺水时又会导致气孔关闭，影响CO2 的吸收，使光合作用减弱。
【详解】
A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反
应减慢，光合作用强度明显减弱，A 正确；
B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光
合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的
CO2量小于光合固定的CO2量，B 错误；
C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C 错误；
D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反
应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强
度明显减弱，D 正确。
故选AD。
【真题探究3】（2021 辽宁） 植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高
效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B. 应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C. 合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D. 适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
【答案】B
【解析】
【分析】影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：①CO2浓度；②温度；③光照强
度。
【详解】A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可可根据植物生长特点调控光
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的波长和光照强度，A 正确；
B、为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的
细胞液浓度，B 错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适
当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产
量，C 正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D 正确。
故选B。
【真题探究4】（2021·湖南高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能
量和物质转化过程。下列叙述错误的是（ ）
A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【答案】A
【分析】
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机
物，并且释放出氧气的过程。光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反
应两个阶段。光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反
应阶段。光合作用第二个阶段的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶
段。
【详解】
A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，
光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的
释放，A 错误；
B、二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很
快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP 释放的能量并且被[H]还原，因
此二氧化碳不能直接被还原，B 正确；
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时
下降，C 正确；
D、合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些
措施均能提高农作物的光合作用强度，D 正确；
故选A。
【真题探究5】（2021·6 浙江月选考）渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，
图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整
叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3
-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33
mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（ ）
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A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP 合成影响不大，光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
【答案】A
【解析】
【分析】根据图示，由图甲可知，在一定范围内（0.15 moL·L-1~0.33 mol·L-1山梨醇浓度），
渗透压从低到高变化过程中，菠菜叶绿体的完整率和放氧率都逐渐变大，增幅不同；由图
乙可知，两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量影响比较相似，而对放氧量的影响差
别较大。
【详解】A、根据分析，由图甲可知，与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP 合成影响不大，
但放氧率较低，放氧率可以代表光合速率，故说明低渗条件下光合速率较低，A 错误；
B、根据分析，由图乙可知，渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大，
B 正确；
C、由图甲可知，低渗条件下，即使叶绿体完整率没有明显降低的范围内，叶绿体放氧率
仍明显降低，即光反应速率下降，影响了暗反应，即卡尔文循环效率下降，C 正确；
D、由图甲可以看出，低渗条件下叶绿体完整率越低，放氧率也越低，D 正确。
故选A。
【真题探究6】（2021 北京）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定
HT 植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不
能得出的结论是（ ）
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A. 两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B. 35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C. 50℃时HT 植株能积累有机物而CT 植株不能
D. HT 植株表现出对高温环境的适应性
【答案】B
【解析】
【分析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面
积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累
量、CO2的吸收量来表示。
2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】A、由图可知，CT 植株和HT 植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于
3nmol••cm-2•s-1，A 正确；
B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃
时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时两组植株的真正（总）光合速
率无法比较，B 错误；
C、由图可知，50℃时HT 植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT 植株的净
光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C 正确；
D、由图可知，在较高的温度下HT 植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发
育，体现了HT 植株对高温环境较适应，D 正确。
故选B。
【真题探究7】（2022·全国甲卷·高考真题）根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植
物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是
指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的
产物是____________（答出3 点即可）。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________（答
出1 点即可）。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。
从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是______________。
【答案】(1)O2、[H]和ATP
(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：（1）光合作用的光反应阶段（场所是叶
绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP 的形成；（2）光合作用的暗反
应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP 和[H]
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的作用下还原生成糖类等有机物是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变
成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光
解以及ATP 的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物
体的储藏器官储存起来。故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
(3)C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3
植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，叶片气孔
关闭，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓
度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
【真题探究8】（2022·山东·高考真题）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利
用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯
（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试
剂L 可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照
射，实验结果如图所示。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液
在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产
生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______
（答出2 种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR 后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙
组与丙组相比，说明BR 可能通过______发挥作用。
【答案】(1)蓝紫光
(2) 五碳化合物供应不足
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CO2供应不足 强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速
率增强
(3) 减弱 促进光反应关键蛋白的合成
【解析】
【分析】该实验探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，自变量是对幼苗不同的处理，
因变量为光合作用强度，由曲线可知，BR 可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑
制现象。
(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在
层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，
主要吸收蓝紫光。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、
色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到
一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速
率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR 后光合作用强度较高，说明加入BR 后光抑制减
弱；乙组用BR 处理，丙组用BR 和试剂L 处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由
于试剂L 可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR 可能通过促进光反应关键蛋白的合成发
挥作用的。
【真题探究9】（2022 年1 月·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以
某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其
中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色
光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光
+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收
的光能转化为ATP 和NADPH 中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。
(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是____________。气孔主要
由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2 可知，绿光对蓝光刺激
引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被____________光逆转。由图1 图2 可知蓝
光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收
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等，最终导致保卫细胞____________，细胞吸水，气孔开放。
(3)生产上选用__________LED 灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽
培。红光和蓝光以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射，利于
次生代谢产物的合成。
【答案】(1) 层析 3-磷酸甘油酸
(2) 光合速率大，消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升高
(3) 不同颜色 光强度 光照时间
【解析】
【分析】分析图1：蓝光光照比红光光照下光合速率大、气孔导度大、胞间CO2 浓度低。
分析图2 ：表示该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理对气孔导度的
影响：蓝光刺激可引起的气孔开放程度增大，绿光刺激不影响气孔开放程度，先蓝光后绿
光处理也基本不影响气孔开放程度，先蓝光再绿光后蓝光处理气孔开放程度增大的最多。
由此可知绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转。
(1)各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解
度小，扩散速度慢，所以常用纸层析法分离光合色素。光合色素吸收的光能通过光反应过
程转化为ATP 和NADPH 中的化学能，用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原，将能量转移到
有机物中。
(2)据图1 分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是蓝光照射下尽管气孔
导度大，但光合速率大，消耗的二氧化碳多。分析图2 可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔
开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转，并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比
只用蓝光刺激更明显。由图1 图2 可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞
光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高，细胞吸水
膨胀，内侧膨胀的多，气孔侧内陷，气孔开放。
(3)生产上选用不同颜色的LED 灯或滤光性薄膜可获得不同光质环境，用于某些药用植物的
栽培。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射，利于提高光合
速率，利于次生代谢产物的合成。
【点睛】本题考查了不同光质对光作用过程中，气孔导度（气孔的开放程度）、胞间CO2
浓度、光合速率的影响，解题关键是知道所学的光作用过程的相关知识，并结合题中的图
示信息做出准确判断。
【真题探究10】（2022 年6 月·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为
花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处
理。实验结果如表所示。
处
理
指标
光饱和
点
（klx
光补
偿点
（lx
低于5klx 光合曲线的斜率
（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1）
叶绿素含量
（mg·dm-2）
单株
光合
产量
单
株
叶
单
株
果
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）
）
（g
干
重）
光
合
产
量
（g
干
重
）
实
光
合
产
量
（g
干
重
）
不
遮
阴
40
550
1.22
2.09
18.9
2
3.25
8.25
遮
阴
2
小
时
35
515
1.23
2.66
18.8
4
3.05
8.21
遮
阴
4
小
时
30
500
1.46
3.03
16.6
4
3.05
6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系
的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加
___________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也
能达到最大的___________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，
使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中___________的指标可以判断，实
验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较
长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生
与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2 小
时 B．2 小时 C．4 小时 D．>4 小时），才
能获得较高的花生产量。
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【答案】(1) 叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5klx 光合
曲线的斜率
(2) 蔗糖 叶
(3) 下降 A
【解析】
【分析】实验条件下，植物处于弱光条件，据表分析，植物的叶绿素含量上升、低于5klx
光合曲线的斜率增大、光补偿点和饱和点都下降，植物的光合产量都下降。
(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的
吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和
点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物
在较低的光强下就能达到净光合大于0 的积累效果。
低于5klx 光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮
阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物（蔗糖）形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看
出，较长（4 小时）遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显
下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物
间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
【点睛】本题以遮阴条件下对花生植株的光合速率、光饱和点、补偿点及叶绿素含量等的
影响实验为情境，考查了光合作用、呼吸作用、植物体内的物质变化和运输，旨在考查学
生的阅读审题能力、实验谈及能力，以及科学思维科学探究的核心素养。
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