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第11 讲 光合作用
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01 课标达标练
【题型一】叶绿体色素提取和分离实验
【题型二】叶绿体的结构和功能
【题型三】光合作用的探究历程
【题型四】光合作用过程的原理
【题型五】光合作用过程中的物质变化
【题型六】光合作用影响因素综合分析
02 能力突破练 新考法
03 高考溯源练 含2025 真题
题型一 叶绿体色素提取和分离实验
1．（2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件
相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，
溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（ ）
A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
2．（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法
探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（ ）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
3．（2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（ ）
A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D．用红色苋菜叶进行实验可得到5 条色素带，花青素位于叶绿素a、b 之间
4．（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
题型二 叶绿体的结构和功能
5．（安徽·期中）叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确
的是（ ）
A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴
B．图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子
C．④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP 中的化学能
D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
6．（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长
的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照
时长短于12 小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1 天后，播种于沙床上。将
沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为
14 小时。回答下列问题:
(1)在此条件下，该水稻种子 （填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2 厘米，至少1 片绿叶视
为成苗），理由是 。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该
水稻 （填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是 （答出两点即可）。
(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，
该种子应具有 特性。
7．（2022·辽宁·高考真题）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：
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，结果见下表。
样品
叶绿素a（mg·g-1）
叶绿素b（mg·g-1）
上层
0.199
0.123
中层
0.228
0.123
下层
0.684
0.453
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CO2的转运过程，利于对碳的固定。
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。
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。
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。
题型三 光合作用的探究历程
8．科学家在研究光合作用原理时经历了漫长的探索过程。下列叙述正确的是（ ）
A．希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，发现在光照下叶绿体可以合成糖类
B．鲁宾和卡门通过检测O 的放射性确定光合作用产生的O2中氧元素的来源
C．恩格尔曼利用需氧细菌和水绵进行实验，证明叶绿体类囊体薄膜是植物进行光合作用光反应的场所
D．阿尔农发现，在光照下，叶绿体合成ATP 的过程总是与水的光解相伴随
9．科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下
分析正确的是（ ）
A．实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置自变量
B．本实验的目的是要研究光照强度对水绵光合强度的影响
C．图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的
D．本实验的结果可以证明水绵叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a 和叶绿素b 主
要吸收蓝紫光和红光
10．1941 年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中产生的氧气的来源，实验部
分过程及结果如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．
18O 不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律
B．另一组实验及结果图应为：将H2
18O 换成H2O，CO2换成C18O2，其余不变
C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧部分来自于水
D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体
11．某研究组实验小组用小球藻（一种单细胞绿藻），在适宜温度光照强度下向小球藻培养液中通入足量
14CO2，在不同的时间间隔取出一定量的小球藻杀死，分析放射性物质种类及含量，结果如下表。下列有关
实验分析不合理的是（ ）
取样时间（s）
放射性物质种类
2
大量3-磷酸甘油酸（三碳化合物）
15
12 种磷酸化糖类
50
除上述12 种磷酸化糖类外，还有氨基酸等
A．本实验可用于研究暗反应阶段CO2中碳的转移途径
B．降低温度，获得12 种磷酸化糖类的取样间隔时间可能会延长
C．提高
14CO2的浓度，获得放射性氨基酸的间隔时间将会明显缩短
D．实验结果可初步判断光合作用产生的有机物还包括氨基酸等
12．卡尔文将
14C 标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间（0.5s、
3s、10s 等）将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离
和鉴定，实验结果如下图。下列相关分析不正确的是（ ）
A．用
14C 标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰
B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行
C．推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸
D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程
13．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。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的
离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3 磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产
生氧气等，溶液中的DCIP 被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种
乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K 时，品种乙的叶绿体类囊体膜中能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
题型四 光合作用过程的原理
14．（2019 高三·全国·专题练习）如图为绿色植物光合作用过程示意图（图中a~g 为物质，①~⑥为反应过
程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示）。下列判断错误的是（ ）
A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
B．c 为ATP，f 为[H]
C．将b 物质用
18O 标记，最终在（CH2O）中能检测到放射性
D．图中a 物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能
15．（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
16．下图是黑农5 号大豆叶肉细胞光合作用过程示意图（字母代表物质），PSBS 是一种类囊体膜蛋白，它
能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，从而抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能
释放，防止强光对叶肉细胞造成损伤，下列相关说法错误的是（ ）
A．H+经过Z 蛋白外流的同时，细胞利用C 物质来合成B 物质
B．叶绿素分子中被光激发的e-，经传递到达D 结合H+后生成NADPH
C．提高Z 蛋白的活性不利于PSBS 发挥功能
D．物质F 浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将升高
17．类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成过程如下图所示。据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．水光解产生的O₂ 被有氧呼吸利用，最少要穿过5 层生物膜
B．NADP⁺与电子 （e⁻）和质子 （H⁺）结合形成NADPH
C．完成光能转换所需电子 （e⁻）的最终来源物质是水
D．光反应产生的ATP 只能用于暗反应中C₃ 的还原
18．某种光合细菌能利用光能进行光合作用，其参与光合作用的物质不是水，而是H2S。该种光合细菌和
硝化细菌都能利用某种形式的能量合成有机物。下列有关说法正确的是（ ）
A．该种光合细菌进行光合作用时不能产生氧气
B．该种光合细菌和硝化细菌合成有机物的能量形式相同
C．这两种细菌都含有光合色素
D．硝化细菌可以将NH3和O2转化成有机物
题型五 光合作用过程中的物质变化
19．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法
正确的是（ ）
A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减少
B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP 比值增加
C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增加
D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP 比值减少
18．番茄叶肉细胞内部分生理过程如图所示，其中①~③表示生理过程，a~d 表示不同的物质。下列叙述错
误的是（ ）
A．红光照射下参与①过程的色素主要是叶绿素
B．自由基攻击磷脂分子直接影响了②过程
C．NADPH 和物质a 都能为③过程提供能量
D．光照突然减弱，叶绿体内c/b 的值会暂时升高
题型六 光合作用影响因素综合分析
21．为探究温度对光合作用强度的影响，某兴趣小组以生长旺盛的绿叶为材料，用打孔器打出圆形小叶片
90 片，均分为三组，并抽出其内的气体使其沉入水底，以相同时间内上浮的叶圆片数量为观测指标进行实
验，结果如下表所示。下列叙述错误的是（ ）
温度（℃）
4
20
38
叶圆片上浮数量/个
0-1
15
30
A．光照强度属于该实验的无关变量，应保持相同且适宜
B．4℃时几乎无叶圆片上浮，该叶圆片不能进行光合作用
C．温度可通过影响光合作用酶的活性影响光合作用速率
D．若用
18O 标记CO₂ 中的氧，不能在O₂ 中检测到放射性
22．图甲是某同学“探究光照强度对水藻光合速率的影响”的实验装置图（灯亮度可调），图乙曲线是将
图甲中的试管密闭后，调节灯亮度的过程中，水面上方CO2相对含量的变化。下列相关叙述错误的是（
）
A．图甲装置中隔在灯与试管之间“盛水玻璃柱”的作用是吸收灯光的热量，避免干扰
B．若温度始终保持不变，则D 点光照强度一定等于B 点光照强度
C．图乙中，若在C 点突然适当增加光照，则在短时间内叶绿体内三碳酸含量将减少
D．图乙中从A 到E 这段时间内水藻体内有机物含量会增多
23．（2024·北京·高考真题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的
氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（ ）
A．增加叶片周围环境CO2浓度
B．将叶片置于4℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
24．（2022·海南·高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片
排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，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、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
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％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
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
25．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CO2酶的活性显著高于野生型。图显示两
者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列相关叙述错误的是（ ）
A．野生型水稻的光补偿点比突变型水稻的高
B．光照强度低于P 点时，野生型水稻因叶绿素含量多，利用弱光能力强，光合速率更大
C．光照强度为P 点时，野生型水稻总光合速率等于突变型水稻总光合速率
D．光照强度高于P 点时，突变型水稻净光合速率继续升高的原因可能是其固定CO2酶的活性更强
26．为提高大棚中番茄的产量，可采取的措施不包括（ ）
A．增施氮肥和磷肥，促进茎、叶生长，以增大光合作用面积
B．施用农家肥以提高温室中CO2浓度，提高光合作用速率
C．遇到阴雨天气，开灯补充光照
D．高密度栽植，以增加个体数量
一、单选题
1．（高三上·安徽·期中）当光照过强，植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时，引起光能转化效率
下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ，PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能将水分解
为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧使PSⅡ变性失活，使光合速率下降。中国科学院研究
人员为研究铁氰化钾（MSDS，一种电子受体）对微藻光抑制现象的作用，进行了相关实验，结果如下图。
下列说法错误的是（ ）
A．PSⅡ分解水产生的H+和电子与NADP+结合形成暗反应所需的NADPH
B．光强度在I1~I2，对照组光合放氧速率不再上升与光能转化效率下降有关
C．在经光强度I3处理的微藻中加入MSDS 后，光合放氧速率无法恢复正常
D．上述实验结果说明MSDS 可能通过释放电子降低PSⅡ受损来减轻微藻的光抑制
2．光系统Ⅱ的功能之一是利用从光中吸收的能量将水光解，并将其释放的电子传递给质体醌。
三氮苯作用于光系统Ⅱ中的质体醌，阻断电子传递。用不同质量分数的三氮苯分别处理甲、乙两种植物的
离体叶绿体溶液，并置于光照且无CO2的密闭透明容器中进行实验，其他条件适宜，结果如图。下列叙述
不正确的是（ ）
A．光系统Ⅱ位于甲、乙两种植物的叶绿体基质中
B．与品种乙相比，品种甲光系统Ⅱ中的质体醌对三氮苯更敏感
C．随着三氮苯质量分数的增加，品种甲中水的光解速率逐渐减小
D．据实验可推测水的光解与糖的合成不是同一个化学反应
3．（2024·湖北·三模）我国科学家“让关节炎小鼠衰老的软骨细胞进行‘光合作用’并重回青
春”的研究已经取得阶段性成果。他们提取菠菜的类囊体，制成纳米级类囊体单元（NTUs），再用小鼠
软骨细胞膜（CM）进行封装，制备出CM-NTUs，注射到患骨关节炎小鼠的膝关节腔中。对该部位进行光
照后，发现衰老的软骨细胞代谢得到改善，活力得到恢复。下列分析错误的是（ ）
A．软骨细胞缺乏ATP 和还原剂，可能是其患骨关节炎的病因
B．CM-NTUs 进入衰老软骨细胞的方式体现了生物膜的流动性
C．对CM-NTUs 进行光照后，可以相继发生光反应和暗反应
D．用CM 对NTUs 进行封装，能够避免NTUs 被免疫系统清除
二、解答题
4．绿藻通过光合作用产生丰富的葡萄糖和淀粉等物质，与叶绿体的结构和功能密切相关，光系统Ⅰ（PS
Ⅰ）和光系统Ⅱ（PS Ⅱ）由叶绿素和蛋白质构成的复合体构成，如图所示，A~C 表示物质，Ⅰ表示结构，
甲、乙表示部位。
(1)图中，结构Ⅰ表示 ，物质B 表示 ，PS Ⅰ和PS Ⅱ主要吸收 光。
(2)一般情况下，当光照等条件适宜时，部位甲的H+浓度大于部位乙，造成该H+浓度差原因有电子（e-）传
递过程中释放的能量促进PQ 蛋白运输H+和 、 等过程，有利于暗反应合成更多的糖类。图
示中H+的运输方式有 。
(3)RuBP 羧化酶（Rubisco）可催化暗反应的CO2固定，若在绿藻体外构建测定RuBP 羧化酶活性的反应体
系，该酶催化反应的底物是 。RuBP 羧化酶催化的反应步骤 （“是”或“否”）需要消耗
NADPH 和ATP。
(4)通常情况下，绿藻细胞释放氧气的速率 （“大于”、“等于”或“小于”）光反应产生氧气的
速率，这是因为 。
(5)不同植物生长环境差异较大，在长期的进化和选择中，出现了不同的暗反应方式。景天科、仙人掌科等
植物（CAM 植物），夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放出CO2进入卡尔文循环，如图所示。
①夜间来自于外界环境和 产生的CO2转化为HCO3-，在PEP 羧化酶催化下直接与磷酸烯醇式丙酮
酸（C3）结合生成 。白天液泡中的苹果酸（C4）被运输到细胞质基质进行氧化脱羧，释放出的
CO2直接进入 （场所）参与卡尔文循环，生成的 进而生成淀粉。
Rubisco
②
是一个双功能酶，既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进
行光呼吸，其催化方向取决于CO2和O2相对浓度，从而导致光合效率下降。CAM 植物可以在夜晚吸收大
量的CO2，转变为苹果酸储存在液泡中，在白天苹果酸脱羧释放CO2，使得叶绿体中CO2浓度 ，在
与O2竞争 时有优势，因此有人认为CAM 途径是景天科植物长期进化得到的一种可以 光呼吸
的碳浓缩机制。
5．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 法进行分离，分离的原理是 。光合色素
吸收的光能转化为ATP 和NADPH 中的化学能可用于暗反应中 （填过程）。从光合色素的角度推测，
蓝光照射下的光合速率高于红光照射下的原因是 。
(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 。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。
(3)根据上述实验结果可知，生产上选用不同光质及其组合，以合理的光照强度、光照时间，及合理的
照射，有利于次生代谢产物的合成。
一、单选题
1．（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（ ）
A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O
B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2
C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2
D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物
2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT 顺浓度梯度运输ATP、ADP
和Pi 的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP、ADP 和Pi 通过NTT 时，无需与NTT 结合
B．NTT 转运ATP、ADP 和Pi 的方式为主动运输
C．图中进入叶绿体基质的ATP 均由线粒体产生
D．光照充足，NTT 运出ADP 的数量会减少甚至停止
3．（2025·安徽·高考真题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（ ）
A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B．调节LED 灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
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强度
D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
4．（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳
定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳
梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两
组，A 组不处理，B 组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所
示。
下列分析正确的是（ ）
A．0min 时，A 组胞间CO2浓度等于B 组胞间CO2浓度
B．30min 时，B 组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A 组
C．30min 时，限制A 组光合速率的主要因素是光照时间
D．与A 组叶片相比，B 组叶片光合作用的光诱导期更长
二、解答题
5．（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 。
6．（2025·甘肃·高考真题）波长为400~700nm 的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm 为蓝光
（B），600~700nm 为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号
调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光
比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结
果如下表。回答下列问题。
冠层位置
PAR
R/FR
叶片厚度
（μm）
叶绿素含量
（μg·g-1）
线粒体暗呼
吸
A
B
A（施氮
肥）
B（施氮
肥）
0.90
0.20
0.70
0.02
3.40
0.29
1.75
0.01
160
100
150
—
0.15
0.20
0.28
—
1.08
1.08
1.08
—
(1)植物叶片中 可吸收红光用于光合作用， 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，
导致B 位置PAR 和R/FR 较A 位置低； 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B 位置PAR 降
低。
(2)由表中数据可知，施氮肥 （填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的
原因是 。
(3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层
A、B 处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层 位置的
叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是 。
7．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定
了番茄的光合作用相关指标并拟合
响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异
（图b），鉴定到突变体发生了PILI5 基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。
回答下列问题：
(1)图a 中，当胞间
浓度在
范围时，红光下光合速率的限制因子是 ，推测
此时蓝光下净光合速率更高的原因是 。
(2)图b 中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是 。
(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1 中，①吸收的光在叶绿体中最
终被转化为 。通路2 中吸收光的物质②为 。用箭头完成图c 中②所介导的通路，并在箭头旁
用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关 。
(4)根据图c 中相关信息，概括出植物利用光的方式： 。
8．（2025·安徽·高考真题）为探究水通道蛋白NtPIP 对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型
（WT）及NtPIP 基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸
速率和氧浓度，结果见图1。
回答下列问题。
(1)据图1 分析，低氧胁迫下，NtPIP 基因过量表达会使根细胞有氧呼吸 ，原因是 。有氧
呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为 中储存的能量。
(2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B 或
C 时，E 增多并累积（图2a）；当加入F、G 或H 时，E 也同样累积（图2b）。根据此结果，针对有氧呼
吸第二阶段代谢路径提出假设： 。
(3)科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP 基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸
速率的变化分析，其原因是 。
(4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质（最终电子受体）是 ，
而最终提供电子的物质（最终电子供体）是 。
9．（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 。
10．（2024·新课标卷·高考真题）某同学将一种高等植物幼苗分为4 组（a、b、c、d），分别置于密闭装
置中照光培养，a、b、c、d 组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置
内O2浓度，结果如图所示，其中M 为初始O2浓度，c、d 组O2浓度相同。回答下列问题。
(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是 ，原因是
。
(2)光照t 时间时，a 组CO2浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）b 组。
(3)若延长光照时间c、d 组O2浓度不再增加，则光照t 时间时a、b、c 中光合速率最大的是 组，判
断依据是 。
(4)光照t 时间后，将d 组密闭装置打开，并以c 组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 （填
“升高”“降低”或“不变”）。
