文档文本内容
第10 讲 光合作用（专项训练）
模拟·基础演练.......................................................................................................1
考点一 绿叶中色素的提取与分离............................................................................................1
考点二 叶绿体的结构适于光合作用........................................................................................2
考点三 探索光合作用原理的部分实验....................................................................................3
考点四 光合作用原理................................................................................................................4
考点五 探究环境因素对光合作用强度的影响..........................................................................5
综合提升........................................................................................................................................6
重难·创新演练.......................................................................................................8
真题·实战演练.......................................................................................................15
模拟·基础演练
考查重点：绿叶中色素的提取与分离、叶绿体的结构适于光合作用、探索光合作用原理的部分实验、
光合作用原理、探究环境因素对光合作用强度的影响
考点一 绿叶中色素的提取与分离
1．【绿叶中色素的提取和分离实验操作分析】（2026·安徽合肥·三模）关于绿叶中色素的提取和分离实
“
”
验，下列叙述正确的是（ ）
A．使用红色苋菜叶进行实验，滤纸条上会出现5 条颜色不同的色素带
B．提取色素时增大无水乙醇的使用量，滤纸条上的色素带颜色会加深
C．叶绿素a 在层析液中溶解度最低，随层析液在滤纸条上扩散的速度最慢
D．研磨新鲜菠菜叶片获得的提取液明显偏黄绿色，原因可能是未加碳酸钙
2．【光合色素吸收光谱与纸层析结果综合判断】（2026·湖北·二模）图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙
是纸层析法分离绿叶中色素的结果。下列叙述错误的是（ ）
A．图甲中的
主要吸收蓝紫光
①
B．条带1 为黄色，条带2 为橙黄色
C．图甲中的
和
分别对应图乙中条带
②
③
4 和条带3
D．提取色素时，可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇
3．【双向纸层析法分离光合色素实验分析】（2026·山东·模拟预测）有长寿菜之称的苋菜除了常作为蔬
“
”
菜的红苋菜、绿苋菜，还有其他品种因叶片颜色丰富，被作为观赏植物而广泛种植，某同学利用双向纸层
析法分离叶片中的色素，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程如图所示，1～5 代表不同色素，下列
有关叙述正确的是（ ）
A．层析时色素样点应浸没在层析液中
B．色素3 在叶片中主要吸收红光和蓝紫光
C．色素1 和色素5 均可以捕获并转化光能
D．与幼叶相比，老叶中色素1、2 的色素点变小
考点二 叶绿体的结构适于光合作用
4．【叶绿体结构与功能识图判断】（2026·北京房山·二模）下图为植物细胞部分结构电子显微镜下照片，
以下说法错误的是（ ）
A．在植物细胞中普遍存在
B．①富含光合色素和酶
C．与植物的能量转化有关
D．②中能够合成蛋白质
5．【叶绿体内膜 ATP/ADP 转运蛋白功能新情境】（2023·河北唐山·二模）NTT 是叶绿体内膜上运输
ATP/ADP 的载体蛋白，负责将细胞质基质中的ATP 转运至叶绿体基质，同时将叶绿体基质中等量的 ADP
转出到细胞质基质，从而满足叶绿体中脂肪酸和氨基酸合成等依赖ATP 的代谢活动。下列有关叙述错误的
是（ ）
A．ATP 与ADP 比值变化会影响NTT 对ATP/ADP 的转运
B．ATP 中的A 代表腺嘌呤，其元素组成是C、H、O、N、P
C．NTT 缺失突变体可能导致类囊体的薄膜结构缺陷
D．NTT 每次转运ATP 和ADP 时，自身构象均会发生改变
6．【叶绿体结构、成分与功能基础判断】（2025·陕西·三模）叶绿体是绿色植物细胞进行光合作用的场所。
下列叙述错误的是（ ）
A．叶绿体中含有多种色素，可以吸收太阳光中的光能
B．叶绿体基质中含有暗反应所需要的多种酶
C．叶绿体中的基粒增加了叶绿体中光反应的膜面积
D．叶绿体的内膜和外膜可用高倍光学显微镜观察
考点三 探索光合作用原理的部分实验
7．【希尔反应与除草剂抑制光合作用实验分析】（2026·江西·模拟预测）希尔反应的测定方法通常是在离
体叶绿体的悬浮液中加入DCIP（氧化剂）、蔗糖等，在光照下可以释放氧气，溶液中的DCIP 被还原，颜
色由蓝色变成无色。实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。用不同浓度的某除草
剂分别处理杂草品种甲和品种乙的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如表。下列叙述正确的是
（ ）
除草剂相对浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
品种甲放氧速率相对
值
5.0
3.7
2.2
1.0
0
0
0
品种乙放氧速率相对
值
5.0
4.4
3.7
3.0
2.2
1.6
1.0
A．蔗糖的作用是为反应提供能量并维持渗透压
B．希尔反应中的DCIP 相当于光反应中的NADPH
C．与品种乙相比，除草剂对品种甲叶绿体类囊体膜的抑制效果较强
D．实验中品种乙的反应蓝色随着除草剂浓度增加而变浅
8．【光合作用经典探究实验史实辨析】（2026·福建龙岩·三模）下列关于光合作用探索的经典实验，下列
相关叙述正确的是（ ）
A．恩格尔曼用需氧细菌和水绵的系列实验，证明叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
B．卡尔文用
14C 标记CO2，揭示CO2固定途径为CO2→C5→C3→（CH2O）
C．阿尔农用离体叶绿体在光照下检测到NADPH 生成，并总是与水光解相伴随
D．希尔将离体叶绿体置于无CO2的铁盐溶液中光照，证明光合作用O2全来自H2O
9．【卡尔文循环同位素标记实验原理分析】（2025·安徽蚌埠·一模）科学家卡尔文等用
14CO2供小球藻进
行光合作用，每隔一定的时间取样，用热乙醇杀死细胞并以纸层析技术分析细胞产物，根据具有放射性标
记的细胞产物出现的顺序探明了CO2中的碳转化为有机物中碳的过程。下列说法错误的是（ ）
A．该实验过程中标记CO2的方法称为放射性同位素标记法
B．该实验的自变量是取出的不同样本小球藻光合作用的时间
C．纸层析技术分离细胞产物的原理是不同细胞产物的分子量不同
D．光照时间较短时的细胞产物可能是光照时间较长时细胞产物的原料
考点四 光合作用原理
10．【叶绿体光反应电子传递系统综合分析】（2026·四川达州·二模）如图所示，叶绿体的光反应系统
PSⅠ、PSⅡ和电子传递体共同参与了光合作用电子传递过程；光照还通过铁氧还蛋白（Fd）调节卡尔文循
环。下列分析错误的是（ ）
A．富含光合色素的光反应系统PSⅠ、PSⅡ镶嵌在类囊体薄膜上
B．CF0-CF1通过主动运输实现H+的跨膜，其中CF0有很强的亲水性
C．上图为光反应过程，e‒最初来自水的光解，最终进入NADPH
D．光合作用过程中，光既提供能量又作为信号调节光合作用
11．【光反应与暗反应 ATP、NADPH 供需平衡分析】（2026·广西柳州·三模）研究发现，某种植物光反
应过程中产生的ATP 和NADPH 的比例约是
，而暗反应消耗的ATP 和NADPH 的比例是
，显示其
消耗了更多的ATP。下列叙述错误的是（ ）
A．
分解产生的
是合成NADPH 的原料
B．叶绿体外的ATP 可能转移到叶绿体基质中
C．ATP 和NADPH 均为
的还原提供了能量
D．
被还原后的转化路径为：
糖类
12．【环境条件改变对暗反应 C3、C5 含量影响曲线分析】（2026·湖北黄石·二模）下图表示某植物叶片
暗反应中C3和C5化合物相对浓度的变化。在
阶段（适宜条件）甲、乙含量保持稳定，
阶段是改变某
Ⅰ
Ⅱ
种环境条件后，甲、乙含量的变化。下列叙述错误的是（ ）
A．图中物质甲代表C3化合物，物质乙代表C5化合物
B．
阶段改变的条件可能是降低了环境中的
Ⅱ
CO2浓度
C．
阶段乙上升是因为
Ⅱ
CO2的固定速率小于C5的合成速率
D．
阶段持续一段时间后，物质甲的浓度仍将比乙的浓度低
Ⅱ
13．【卡尔文循环三阶段过程辨析】（2023·山东·模拟预测）光合作用的碳反应（暗反应）是卡尔文应用
14C 示踪的方法发现的，也叫卡尔文循环，主要包括三个阶段：羧化（CO2固定），还原和RuBP（五碳化
合物）再生。下列相关叙述错误的是（ ）
A．羧化阶段参与固定CO2的是RuBP，产物是1 分子3-磷酸甘油酸
B．还原阶段需要消耗光反应阶段产生的ATP 和NADPH，并储存能量
C．再生阶段产生RuBP，能够保证卡尔文循环的持续进行
D．在还原阶段产生的一部分储能物质经过一系列反应生成（CH2O）
考点五 探究环境因素对光合作用强度的影响
14．【光照强度对光合速率影响实验与净光合、总光合判断】（2026·河南南阳·模拟预测）为探究光照强
度对白菜叶片光合作用的影响，科研人员将生长状况相同的白菜叶片分为若干组，分别置于不同光照强度
下（其他条件适宜且一致），测定每组叶片的O2释放速率。下列叙述错误的是（ ）
A．若突然增大光照强度，短时间内叶绿体中C3的含量会减少
B．适当增大光照强度，CO2浓度不变时O2释放速率不一定增加
C．黑暗条件下，叶片只进行细胞呼吸，测得O2的释放速率为负值
D．测得的每组叶片O2释放速率可以代表白菜叶片的总光合速率
15．【探究光照强度对光合作用强度的影响实验分析】（2026·山东青岛·三模）下列关于探究光照强度对
“
光合作用强度的影响实验的说法中，错误的是（ ）
”
A．可以用相同或不同功率的LED 灯调控光照强弱
B．可用质量分数为2%的NaHCO3为叶圆片的光合作用提供CO2
C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用速率
D．某时刻叶圆片的光合作用速率大于呼吸作用速率，该叶圆片可能不上浮
16．【光照、CO₂ 浓度对光合速率影响综合实验分析】（2026·陕西·三模）为探究光照强度和CO2浓度对
某植物光合速率的影响，科研人员在不同光照强度（高/低）和不同CO2浓度（高/低）组合条件下，测定
该植物叶片的净光合速率，结果如图所示。同时，为进一步探究限制因素，科研人员测定了高CO2浓度条
件下，高光照组和低光照组叶片的RuBP 羧化酶活性和气孔导度，结果如表格所示。
测定指标
高光照组
低光照组
RuBP 羧化酶活性（
）
18.5
6.2
气孔导度（
）
215
208
下列相关叙述错误的是（ ）
A．若在低CO2浓度条件下测定两组的气孔导度，预计高光照组与低光照组的气孔导度差异将显著增
大
B．表中气孔导度数据显示两组差异很小，说明高CO2浓度下低光照组的光合速率限制因素不是气孔
因素
C．高CO2浓度条件下，低光照组光合速率显著低于高光照组，主要原因是RuBP 羧化酶活性较低
D．低CO2浓度条件下，限制光合速率的主要因素是CO2供应不足，此时增加光照强度对光合速率的
提升效果有限
综合提升
17．【光反应过程、逆境对光合作用影响综合填空】（2026·陕西西安·模拟预测）光合作用分为光反应和
碳反应两个阶段。下图表示番茄叶绿体内发生的光反应过程（图中PSⅠ、PS Ⅱ分别表示光系统
、光系统
Ⅰ
）。请分析并回答下列问题：
Ⅱ
(1)光反应阶段，光系统
和光系统
吸收的光能转变为化学能，储存在化合物
Ⅰ
Ⅱ
________中。图中所示，H⁺
跨膜方式有__________和__________。
(2)PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，M1 蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现，在高温强光（HH）条
件下，过剩的光能会损伤M1 蛋白，进而影响植物的光合作用。为研究HH 对番茄光合作用的影响，研究
人员进行了相关实验，结果如图所示。据图可知，HH 条件下，过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的，
依据是_____________，而是由于_______________，使C3合成速率下降，导致光反应产物积累，使光能转
化效率降低造成光能过剩，对植物造成危害。
(3)研究发现，M1 蛋白周转和叶黄素循环是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用长势
一致的番茄植株，随机均分为四组，并进行处理：A 组在适宜温度和光照强度下培养；B 组____________；
C 组在HH 条件下培养，并用叶黄素循环抑制剂（DTT）处理；D 组在HH 条件下培养，并用M1 蛋白周转
抑制剂（SM）处理。结果如图所示。据图分析，在HH 条件下，M1 蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的
保护作用__________________（选填强或弱）
“
”
“
”
重难·创新演练
设题创新：结合作物干旱胁迫、高光强逆境等植物生理逆境创设新情境考查光合调节 (T1/T8); 依托蓝
细菌、光合细菌等原核生物特殊光合代谢路径，跳出高等植物固有考点命题 (T2/T7); 对希尔反应、鲁
宾和卡门同位素实验等教材经典实验进行深度变式、拓展设问 (T5/T6); 以人工光呼吸旁路、仿生固碳
系统等现代农业生物技术为载体，结合生产应用创新考法 (T4/T9); 利用数据表格、生理流程图，强化
光合速率定量计算与代谢逻辑分析 (T3/T10); 依托光合海蛞蝓、小球藻光合产氢等新奇生物现象与绿色
能源应用，构建全新设问角度 (T11/T12)。
学科融合：生物与现代农业融合，围绕作物抗逆育种、光合效率改良考查光合作用原理应用 (T1/T4);
生物与微生物学融合，探究光合细菌、蓝细菌特殊光合结构与代谢过程 (T2/T7/T9); 生物与科学史融合，
结合经典光合探究实验考查实验思路与结论分析 (T5/T6); 生物与新能源工程融合，以小球藻光合产氢
为载体，衔接绿色能源与细胞代谢 (T12); 生物与生态及资源利用融合，结合温室效应、人工固碳技术
考查碳循环与光合固碳 (T9); 生物与动物生理学交叉，以光合海蛞蝓特殊共生现象考查叶绿体功能
(T11)。
1．【新情境·外源褪黑素调控作物干旱胁迫下光合作用】（2026·福建福州·三模）为探究外源褪黑素
（MT）对玉米叶片光合作用的调控作用，研究人员设置对照（CK，正常供水）、干旱胁迫（DS，停止供
水8 天）和干旱胁迫＋100μmol/LMT（DS＋MT）三组，干旱处理8 天后复水4 天，测定不同时期叶片净
光合速率（Pn）和胞间CO₂ 浓度（Ci），结果如下表。根据表中信息并结合光合作用原理分析，下列叙述
正确的是（ ）
处理检测指标
干旱8 天
复水4 天
Pn（μ molCO2/m2·S）
CK：25.6
DS：10.2
DS＋MT：18.4
CK：26.1
DS：14.5
DS＋MT：24.3
Ci（μ molCO₂/mol）
CK：275
DS：358
DS＋MT：312
CK：270
DS：340
DS＋MT：288
A．干旱胁迫下，DS 组Pn 显著下降的主要原因是气孔导度降低，导致CO2吸收减少
B．复水后，DS＋MT 组Pn 恢复至接近CK 水平，而DS 组恢复缓慢，推测MT 能促进光合作用相关结
构的修复
C．与DS 组相比，DS＋MT 组在干旱条件下Pn 较高，说明MT 可完全消除干旱对光合作用的抑制
D．干旱胁迫下，DS 组Ci 升高，表明其Pn 下降是由于固定二氧化碳的酶活性下降所导致
2．【新考法·蓝细菌CO2 浓缩机制与酶竞争性抑制分析】（2026·四川·模拟预测）蓝细菌具有如图所示的
CO2浓缩机制， Rubisco 是光合作用过程中催化CO2固定的酶，其还能催化O2与C5结合形成C3和C2，
CO2与O2竞争性结合 Rubisco 酶的同一活性位点，下列叙述正确的是（ ）
A．CO2可通过主动运输方式通过光合片层膜
B．HCO3
-运进细胞内需要线粒体提供能量
C．蓝细菌固定 CO2时，羧化体内会产生大量 C2
D．Rubisco 抑制剂可降低C5与O2的结合，促进CO2固定
3．【图像表格考法·多品种石斛光合特征定量分析】（2026·云南昆明·模拟预测）科研人员研究了3 种石
斛的光合特性，在石斛光合最适温度条件下测得相关指标如表所示。据表分析错误的是（ ）
种名
呼吸速率
（μmol·m-2s-1）
光合速率达最大值时所需的最小光
照强度（K/x）
最大净光合速率
（μmol·m-2s-1）
灯笼石斛
1.17
27.99
2.6
具槽石斛
0.72
27.18
3.3
球花石斛
0.45
34.29
3.7
A．灯笼石斛的最大总光合速率比球花石斛大
B．光照强度为34.29Klx 时，球花石斛叶肉细胞中ATP 由光合作用和呼吸作用产生
C．光照强度为27.18Klx 时，具槽石斛积累的有机物大于灯笼石斛
D．当光照强度大于27.99Klx 时，具槽石斛的光合速率有可能会下降
4．【前沿应用情境·人工光呼吸旁路改良作物光合效率】（2026·湖北武汉·模拟预测）在高光照及高O2低
CO2的条件下，植物进行光呼吸造成水稻大量光合产物损失，科研人员通过导入GDH 酶与MS 酶的相关基
因构建人工光呼吸旁路，以减少碳损失、提高光合效率。下列相关叙述正确的是（ ）
注：实线为天然光呼吸和光合作用生理过程，虚线为人工光呼吸旁路。
A．干旱频发时，胞间CO2/O2比值升高，Rubisco 更易催化①过程，光呼吸增强
B．在该细胞中，卡尔文循环利用的CO2来自外界环境和人工光呼吸旁路代谢释放
C．导入GDH 酶与MS 酶基因后，乙醇酸进入人工光呼吸旁路，减少光呼吸过程中的碳损失
D．人工光呼吸旁路技术会降低水稻光合固碳效率，不利于我国实现碳达峰、碳中和目标
“
”
5．【经典史实考法·希尔反应与阿尔农实验综合辨析】（2026·安徽合肥·三模）下列关于希尔反应和阿尔
农的发现，有关叙述错误的是（ ）
时间/发现者
内容
1937 年，希尔
在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有
CO2），在光照下可以释放出氧气
1954 年，阿尔农
在光照且无CO2的条件下，向叶绿体悬浮液中供给ADP、Pi 和NADP+，可
合成ATP 和NADPH，这一过程总是与水的光解相伴随
A．光合作用的需光过程为CO2转化为有机物提供ATP 和NADPH
B．希尔反应与CO2转化为有机物的过程不是同一化学反应过程
C．配制叶绿体悬浮液时，需加入一定量的蔗糖，主要目的是提供能量
D．希尔反应过程中涉及光反应的部分变化，无3-磷酸甘油酸的生成
6．【经典实验变式·鲁宾和卡门同位素示踪实验深度探究】（2026·安徽合肥·模拟预测）鲁宾和卡门制备
了含有少量同位素
18O 的水和碳酸的盐类衍生物，其中碳酸的盐类衍生物分解能产生CO2。在适宜光照下，
他们给2 组小球藻提供含有不同比例
18O 的水（含有
18O 的水占所有水的比例）和含有不同比例
18O 的碳酸
的盐类衍生物（含有
18O 的碳酸的盐类衍生物占所有碳酸的盐类衍生物的比例），一段时间后检测光合产
物O2中
18O 的比例，具体过程和结果如表所示。下列相关说法正确的是（ ）
组
别
溶入的盐类
从溶解盐类
到开始收集
氧气的时
间/min
各阶段收
集氧气结
束的时
间/min
18O 标记物所占比例/%
H2
18O
KHC18O3+K2C18O3
18O2
1
KHCO3+K2CO3
0
45
0.85
0.20
0.85
45
110
0.85
0.41
0.84
110
225
0.85
0.55
0.85
2
KHCO3+K2CO3
0
45
0.20
0.60
0.20
45
110
0.20
0.50
0.20
110
225
0.20
0.40
0.20
A．本实验中第2 组为对照组，第1 组为实验组
B．小球藻光反应所消耗的水全部来自于实验中加入的水
C．
18O2比例不仅与
18O 的水所占比例有关，同时受到小球藻光合作用时长的影响
D．由O2中的
18O 的比例和水中
18O 的比例一致，可得出光合作用产生的
“
O2来源于水的结论
”
7．【新角度·光合细菌环式与非环式光合磷酸化辨析】（2026·山东日照·模拟预测）某些光合细菌的光合
作用存在环式光合磷酸化的过程，即在没有外源电子供体存在的情况下，光能驱动含叶绿素的反应中心激
发出电子，电子通过一系列复合物的传递再传回反应中心，释放能量合成ATP。但若存在H2、H2S 等外源
电子供体时，光合细菌则可以通过逆向电子传递进行非环式光合磷酸化过程，具体过程如图。下列叙述错
误的是（ ）
A．这类细菌进行光合作用可不产生氧气
B．没有外源电子供体时可以生成ATP 和[H]
C．H2S 做电子供体时电子最终用于还原NAD+
D．这类细菌不属于化能合成生物
8．【逆境生理情境·高光强下绿藻光合系统保护机制分析】（2026·四川广安·二模）在高光强环境下，植
物光合系统吸收过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。某绿藻在高光强下正常生长，
其部分光合过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．叶绿体中的类囊体堆叠成基粒，扩大了受光面积
B．将该绿藻放入含H2
18O 的培养液中，适宜条件培养，产生带
18O 标记的气体只有O2
C．用含
3H2O 的溶液培养该绿藻，线粒体基质中会出现带
标记的丙酮酸和[H]
D．途径①通过将O2还原为H2O2再分解为H2O 来消耗过剩的电子，减轻光合系统损伤
9．【科技前沿情境·光驱动仿生固碳系统与光合细菌联用】（2026·山东青岛·二模）人工固碳技术是解决
温室效应与资源短缺的重要途径。某研究团队构建了一种模块化的光驱动仿生合成系统，并整合到沼泽红
假单胞菌Rp（一种光合细菌）内部，实现了CO2的高效固定，以及具有较高经济价值的番茄红素的大量合
成，其工作机制如图所示。
(1)番茄红素是一种重要的类胡萝卜素，其在层析液中的溶解度________________（填大于或小于）叶
“
”
“
”
绿素。该菌CO2固定过程发生在____________________（填场所）中，培养该菌时需向培养液中持续通入
3%的CO2，其目的是________________________________________________。
(2)研究发现，在该系统驱动下Rp 固定CO2的速率显著提升。据图分析，该系统可以提高Rp 内________
（填物质名称）的含量促进暗反应的进行。质子梯度模块上发生的能量转化为____________________，若
该模块停止工作一段时间后，Rp 中番茄红素的产量将____________________（填增加或减少）。
“
”
“
”
(3)TCA 和MEP 分别指细胞中的分解供能和物质合成的两条代谢途径。当细胞中能量充足时，该系统有利
于番茄红素的大量合成，结合本题信息分析，原因是
_______________________________________________。
10．【代谢调控情境·马铃薯叶肉细胞光合产物分配调控】（2026·安徽滁州·模拟预测）下图为马铃薯植株
的叶肉细胞光合作用及光合产物分配、运输的局部示意图。磷酸丙糖是卡尔文循环的重要中间产物，其在
叶绿体与细胞质间的分配及后续转化受多种因素调控。回答下列问题：
(1)若在适宜的光照条件下，突然降低环境中CO2浓度，则短时间内叶肉细胞中叶绿体内NADPH/NADP+的
比值_________________（填上升、下降或不变）。
“
”
“
”
“
”
(2)研究发现，若磷酸丙糖过量运出叶绿体，会导致卡尔文循环速率下降，原因是
________________________。
(3)与白天相比，夜间叶肉细胞中叶绿体淀粉含量会______（填上升、下降或基本不变），判断依据
“
”
“
”
“
”
是___________________________________________________________________________________。
(4)马铃薯块茎细胞将蔗糖转化为淀粉储存，其意义是___________________________（答出1 点即可）。
(5)光照下磷酸丙糖运出叶绿体，转化为蔗糖并运输进入液泡储存，从对光合作用的影响角度分析，该过程
可____________________（填促进或抑制）卡尔文循环的进行。
“
”
“
”
11．【新奇生物情境·光合海蛞蝓摄食叶绿体的共生光合机制】（2026·北京·三模）光合海蛞蝓在食用海洋
藻类后能够将部分叶绿体吸收和储存在特化的细胞中，身体呈现绿色半透明状。
(1)叶绿体内部有许多由类囊体堆叠而成的基粒，其膜上分布进行光合作用所需的____________________。
(2)为了研究被吸收叶绿体的功能，研究者将停止喂食三天的光合海蛞蝓放在含NaH13CO3的海水中，结果
显示光照下光合海蛞蝓分泌的黏液有机物中
13C 相对含量显著高于黑暗组。
①实验前光合海蛞蝓停止喂食处理的主要目的是____________________________________________。
②实验结果说明被吸收叶绿体能利用NaH13CO3产生的CO2进行光合作用，且____________________。
(3)研究者进一步研究了光合海蛞蝓对被吸收叶绿体功能的影响。
①研究者破碎海蛞蝓细胞后，通过________________________技术得到分离的叶绿体，进一步检测发现这
些叶绿体外包裹一层动物来源的膜结构，膜上发现两种关键蛋白：ATP 敏感的阳离子通道蛋白P2X4 和质
子泵VHA，分别能够向外转运钠钾等阳离子和向内转运氢离子。
②用相应试剂处理光合海蛞蝓检测水中氧气含量，结果如下图：
结果显示，P2X4 抑制剂处理能够使叶绿体的光合作用速率下降约________%，说明P2X4 促进了被吸收叶
绿体的光合作用。
③综合上述研究和相关信息，提出合理假设解释P2X4 促进被吸收叶绿体光合作用的机制________。
12．【绿色能源情境·小球藻光合产氢机理与应用探究】（2026·江苏南京·二模）小球藻光合产氢是一种绿
色环保的制氢方式，其机理如图1 所示。氢酶是其中的关键酶，遇氧易失活。研究表明，亚铁离子
（Fe2+）可诱导小球藻形成细胞聚集体，通过聚集体内部形成厌氧微环境实现持续产氢，如图2 所示。请
回答下列问题：
(1)图1 所示膜结构的基本支架是_____________________；NADPH 参与卡尔文循环中______________阶段。
(2)自然状态下小球藻产氢效率低，原因可能是：白天光照条件下，_____________；夜晚黑暗条件下，
_____________________________。Fe2+诱导小球藻聚集后，聚集体内部形成厌氧微环境的原因有
_________________________________________________。
(3)小球藻可用于处理氨氮废水。为研究处理氨氮废水后小球藻聚集体的产氢效果，研究人员用
____________的培养基模拟废水培养小球藻，然后添加Fe2+诱导其聚集产氢，测定培养基中剩余
含量、
小球藻叶绿素含量和产氢量，如图3 所示。分析曲线可知：与低浓度
处理相比，高浓度
条件下，
小球藻去除
效果和产氢量分别_________________________，产氢量变化的原因可能是
_____________________________________________________________________________________。
(4)以下措施可能提高小球藻光合产氢效果的有_____（填字母）。
a、延长光照时间提高小球藻光合效率 b、定点突变改造氢酶分子结构
c、基因工程构建小球藻耗氧酶体系 d、将小球藻和厌氧细菌共同培养
真题·实战演练
高频考点：光合色素提取分离实验；光合作用过程与物质能量转化；影响光合作用的环境因素及探
究实验；光合代谢调节与综合应用
1．（2026·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼藻、冰块、NaHCO3
溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是（ ）
A．可探究的环境因素有光照强度、温度、CO2浓度等
B．实验中可用单位时间的O2释放量表示光合速率
C．将室温下的实验装置移至冰水中，光合速率持续上升
D．可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度
2．（2025·山东·高考真题）绿叶中色素的提取和分离实验操作中要注意干燥，下列说法错误的是（
“
”
“
”
）
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
3．（2023·湖北·高考真题）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含
有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分
离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC 蛋白激酶的催化。下列叙述
错误的是（ ）
A．叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
4．（不定项）（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F 可利用H+和光合
作用产生的NADPH 生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2
等份，1 份形成松散菌-藻体，另1 份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的
气体含量，2 种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2 体系之间
的光反应速率无差异。下列说法错误的是（ ）
A．菌-藻体不能同时产生O2和H2
B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量
C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜
D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体
5．（2025·贵州·高考真题）牡丹绿色系品种豆绿开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉
“
”
色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与。回答下列问题：
(1)开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是______________，叶绿素分布在叶绿体的
______________上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是____________________________________。
(2)为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，低温保存的目的
__________________。用于提取豆绿花瓣中叶绿素的试剂是
“
”
____________________。
(3)研究表明，PSNAC5 蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。下图所示为豆绿开花
“
”
初期PSNAC5 基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。据图推测，PSNAC5 基因沉默后叶绿素含量变化的根
本原因可能是_______________________________________________________________________________。
（答出2 点）
6．（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照
等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题：
(1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破__________膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类
囊体，为保持其活性，需加入________________溶液重新悬浮，并保存备用。
(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL 类囊体悬液溶于995μL 的__________
溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为______________μg/mL。
(3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续
实验结果的影响，这些产物主要有______________________。
(4)已知荧光素PY 的强弱与pH 大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度
______（填变强
不变或变弱），说明类囊体膜具有的功能有
“
”“
”
“
”
__________________________________。
(5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有
____________________________________________。
7．（2025·山东·高考真题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光
合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其
部分光合过程如图所示。
(1)叶绿体膜的基本支架是_______________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的___________________，扩
展了受光面积。
(2)据图分析，生成NADPH 所需的电子源自于_________________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，
用含3H2O 的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基
质被3H 标记的物质有H2O、___________，离心收集绿藻并重新放入含H2
18O 的培养液中，在适宜光照条
件下继续培养，绿藻产生的带18O 标记的气体有_______________________。
(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为___________________。
8．（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温
室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了
补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。
组别
光
照
强
度
μmol·m-2·s-1
CO2
浓
度
μmol·mol-1
净
光
合
速
率
μmol·m-2·s-1
气
孔
导
度
mol·m-2·s-1
叶绿素含量
mg·g-1
对照
200
400
7.5
0.08
42.8
甲
400
400
14.0
0.15
59.1
乙
200
800
10.0
0.08
55.3
丙
400
800
17.5
0.13
65.0
注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关
(1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用___________________提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可
反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择_________________（填蓝紫光或红光）来测定叶
“
”
“
”
绿素含量。
(2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的___________________，从而提高了净光合
速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更
高，可能的原因是___________________________________________________________________。
(3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措
施来提高番茄产量，应选择_______________，依据是_____________________________________________。
9．（2022·重庆·高考真题）科学家发现，光能会被类囊体转化为某种能量形式，并用于驱动产生
“
”
ATP
（如图I）。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。
(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是______________________；
为避免膜蛋白被降解，提取液应保持________（填低温或常温）。
“
”
“
”
(2)在图I 实验基础上进行图II 实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明某种能量
“
形式是类囊体膜内外的
”
H+浓度差，原因是__________________________________________________。
(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，
结果如图III 所示，悬液的pH 在光照处理时升高，原因是______________________________________。类
囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是____________。
(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持
续生产，需稳定提供的物质有______________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增
产，可采取的有效措施有____________________________________________________________（答两点）。
10．（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，
研究人员将辣椒1 号和辣椒2 号幼苗在人工低温弱光条件下处理6 天后，转入正常光照的温室中培养4 天，
这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。
回答下列问题：
(1)在低温弱光处理的6 天内，辣椒1 号和辣椒2 号的光合速率变化趋势均为__________________________，
据图甲分析其原因是_______________________________________________________________________。
(2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6 天时，辣
椒2 号的叶绿体比辣椒1 号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指
标，利用试剂D 在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。
完善下列实验过程：
①分别取___________叶片；
②分别制作等体积的___________悬浮液；
③向各悬浮液中分别滴加___________的D 溶液；
④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间；
⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D 的含量。预测实验结果为
______________________________________________________________________________________。
(3)综合上述信息，初步判断辣椒___________号的抗逆性更强。
11．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）叶绿体中R 酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两
种底物竞争R 酶同一活性位点；线粒体中G 酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细
胞中G 酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W 为参照，构建了G 酶表达量仅在保卫细胞中增
加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。
(1)R 酶催化CO2固定的场所是叶绿体的________，产物C3在光反应生成的________参与下合成糖类等有机
物。
(2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S 保卫细胞中G 酶表达
量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是______________________________________________。
(3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S 的净光合速率________（填增大或
“
”
减小）；相较于植株
“
”
W，植株S 的净光合速率变化幅度________（填大
小或无法判断）。
“
”“
”
“
”
(4)若需确认保卫细胞中G 酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：
______________________________________________________________________________________。
12．（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a 含量等进行了系列研究。
图1 是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2 是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答
下列问题：
(1)图1 中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP 合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的
特性是________。碳反应中C3 在________的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的
________中。
(2)图2 中蓝细菌光合放氧的曲线是________（从甲
乙中选填）；据图判断，总光合速率最高时对应的
“
”“
”
温度是（从“20℃”、“25℃”、“30℃”中选填），理由为___________________________________________。
(3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a 含量，建立叶绿素a 含量与蓝细菌密度的相关曲线，
用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表：
实验目的
简要操作步骤
测定样液蓝细菌数量
按一定浓度梯度稀释样液，分别用血球计数板计数，取样前
需①________________________________________
浓缩蓝细菌
②________________________________________________
③_____________
将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮
④_____________
用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放
建立相关曲线
用分光光度计测定叶绿素a 含量，计算
