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专题强化练
[分值：100 分]
1～2 题每题5 分，3～12 题每题6 分，共70 分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求。)
1．(2024·福建，11)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．0 min 时，A 组胞间CO2浓度等于B 组胞间CO2浓度
B．30 min 时，B 组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A 组
C．30 min 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
答案 B
解析 题图横坐标是光照时间，在0 min 之前，A 和B 两组已经处于黑暗中一段时间，黑暗
中大豆叶片气孔关闭，A 组不处理，B 组用壳梭孢素处理，使大豆叶片气孔充分开放，所以
A 组胞间CO2浓度低于B 组，A 错误；30 min 时，B 组的光合速率相对值高于A 组，叶绿体
中C3生成和还原速率均大于A 组，B 正确；30 min 时，随着光照时间增加，A 组光合速率
相对值不再改变，说明限制A 组光合速率的主要因素不是光照时间，C 错误；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。B 组达到最高平衡点用的光照时间比A 组短，故与A 组叶
片相比，B 组叶片光合作用的光诱导期更短，D 错误。
2．钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。在有机物充足的环
境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A 可作为
原料合成PHA；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养，过
程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．图中膜结构应为线粒体内膜
B．据图分析，钩虫贪铜菌在进行化能自养时，若膜上氢化酶活性被抑制，物质X 的含量会
升高
C．两种途径产生的乙酰辅酶A 既可进一步彻底分解，又可合成PHA
D．H＋进入钩虫贪铜菌是通过主动运输实现的
答案 C
解析 钩虫贪铜菌是一种细菌，属于原核生物，没有线粒体，因此图中的膜结构为细胞膜，
A 错误；钩虫贪铜菌在进行化能自养时，抑制膜上氢化酶活性会阻断电子传递链，导致无法
形成H＋浓度梯度，使ATP 不能合成，进而使C3不能还原为C5，CO2固定暂时不变导致物质
X(C5)含量降低，B 错误；据图可知，两种途径产生的乙酰辅酶A 既可进一步彻底分解，也
可合成PHA，C 正确；H＋进入钩虫贪铜菌生成ATP，说明该过程释放能量，为顺浓度梯度，
属于被动运输，D 错误。
3．(2025·烟台三模)蓝细菌进化出一种高效的CO2浓缩机制(如图所示)，其光合作用依赖于
光合片层和羧化体，光合片层上有光合色素，羧化体具有蛋白质外壳，CO2无法直接进出。
研究发现，R 酶还能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R 酶同一位点。
下列叙述错误的是( )
A．蓝细菌的光合片层膜上有叶绿素和藻蓝素，可进行光反应过程
B．CO2分别以自由扩散和主动运输的方式穿过细胞膜和光合片层膜
C．羧化体是暗反应的场所，其蛋白质外壳没有特异的选择通透性
D．该浓缩机制可促进CO2与R 酶的结合，提高光合作用效率
答案 C
解析 蓝细菌是原核生物，其光合片层膜上含有叶绿素和藻蓝素，能吸收光能进行光反应过
程，A 正确； 由图可知，CO2通过细胞膜不需要转运蛋白，不需要能量，属于自由扩散，
CO2通过光合片层需要转运蛋白和能量，属于主动运输，B 正确；羧化体中能进行CO2的固
定(CO2与C5结合形成C3)，是暗反应的场所，羧化体具有蛋白质外壳，CO2无法直接进出，
说明蛋白质外壳具有特异的选择通透性，C 错误；该浓缩机制可使羧化体中CO2浓度升高，
促进CO2与R 酶的结合，减少O2与R 酶的结合，从而提高光合作用效率，D 正确。
4．植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。如
图为棉花植株光合产物合成及运输过程示意图。下列叙述错误的是( )
A．光合产物主要以蔗糖形式从“源”向“库”运输
B．若摘去棉铃(棉花果实)，叶片中淀粉和蔗糖储存量增加，光合速率上升
C．叶绿体内C3转化生成丙糖磷酸过程中需要ATP 和NADPH 参与
D．叶绿体中的淀粉在夜间被降解有利于白天的光合作用进行，可以提高光合速率
答案 B
解析 依题意，光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作
“库”。据图可知，含叶绿体的细胞是“源”，生长根、茎及储存淀粉块茎为“库”，光合
产物从“源”通过维管组织向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，A 正确；若摘去棉铃(棉
花果实)，叶片中淀粉和蔗糖储存量增加，由于产物的积累导致化学反应速率变慢，因此光
合速率下降，B 错误；叶绿体内C3转化生成丙糖磷酸过程属于C3还原过程，C3还原过程需
要ATP 和NADPH 参与，C 正确；淀粉是光合作用的产物，叶绿体中的淀粉在夜间被降解减
少了叶绿体中光合产物的储存，进而有利于白天的光合作用进行，可以提高光合速率，D 正
确。
5．某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR 和TS303 对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响，
结果如图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上，标注的不同字母表示实验结果间存在
显著差异。下列分析正确的是( )
注：CK、Al、EBR＋Al 和TS303＋Al 分别代表正常生长、Al 胁迫、EBR 浸种并 Al 胁迫处
理和TS303 浸种并Al 胁迫处理。
A．Al 胁迫7 天时，Al 对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响
B．Al 胁迫 14 天时，EBR 和TS303 处理均无法使叶面积恢复到正常
C．Al 胁迫 14 天时，EBR 和TS303 处理均使净光合速率恢复到正常
D．EBR 和TS303 均能缓解Al 对大豆的胁迫，且EBR 效果优于TS303
答案 B
解析 根据实验数据可以看出，Al 胁迫7 天时，Al 对大豆的叶面积无显著影响，A 错误；
结合题图可知，Al 胁迫 14 天时，EBR 处理不能使净光合速率恢复到正常，但TS303 处理
可使净光合速率基本达到正常，C 错误；Al 胁迫14 天时，EBR 和TS303 均能缓解Al 对大
豆的胁迫，且TS303 效果优于EBR，D 错误。
6．(2025·长沙阶段检测)当植物暴露在强光下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。
紫黄质(a)、玉米黄质(b)和单环氧玉米黄质(c)这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一
种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图所示，其中单环氧玉米黄质的含
量在一天中相对平稳。下列相关叙述中错误的是( )
A．除了叶黄素循环之外，植物还可以调整叶绿体的位置避免强光损伤叶绿体
B．三种色素中对光能耗散能力最强的是b，三者相互转化关系为a→c→b
C．正午12：00 时，有效光照强度最大，植物的光合速率也随之达到一天中最大
D．叶黄素循环通过动态调节光能分配，平衡光合作用效率与光保护需求
答案 C
解析 叶绿体在细胞质中可以流动，植物还可以调整叶绿体的位置避免强光损伤叶绿体，A
正确；据图分析可知，三种色素中对光能耗散能力最强的是b，因单环氧玉米黄质的含量在
一天中相对平稳，三者相互转化关系为a→c→b，B 正确；正午12：00 时，虽然有效光强最
大，但是气孔部分关闭，CO2供应不足，植物的光合速率不一定达到一天中最大，C 错误。
7．为了解干旱胁迫对核桃幼苗叶片中叶绿素含量的影响，研究人员采用自然干旱法进行胁
迫处理。在干旱胁迫处理当天、第3 天、第6 天和第9 天的土壤含水量分别为田间水量的
70%～80%(正常供水)、50%～60%(轻度胁迫)、30%～40%(中度胁迫)和10%～20%(重度胁
迫)时进行取样检测，结果如图。下列叙述错误的是( )
A．干旱胁迫可能导致叶绿素合成受阻或叶绿素降解
B．干旱胁迫下叶绿素b 的含量变化趋势没有叶绿素a 明显
C．重度胁迫下叶肉细胞的水分和C5的含量都会一直下降
D．也可通过纸层析法初步比较叶绿素a 和叶绿素b 的含量
答案 C
解析 据实验结果分析，随着处理时间的增加，叶绿素总量逐渐下降，可以推测干旱胁迫可
能导致叶绿素合成受阻或叶绿素降解，A 正确；从图中可看出，叶绿素 b 的下降幅度没有
叶绿素a 明显，B 正确；在重度干旱时，由于气孔部分关闭、CO2供应不足，叶肉细胞中的
C5 短时间内可能增加而不是持续下降，C 错误；纸层析法可将叶绿素 a 和叶绿素 b 分开，
从而进行含量上的初步比较，D 正确。
8．(2025·菏泽一模)低浓度CO2会促进蛋白激酶HT1 磷酸化，并激活蛋白激酶CBC1，使气
孔两侧的保卫细胞吸水膨胀，导致气孔开放。CO2 浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/
MPK12 与HT1 结合，抑制HT1 的活性导致气孔关闭。下列叙述错误的是( )
A．HT1 发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但HT1 的空间结构会发生变化
B．被激活的CBC1 可促进保卫细胞吸水膨胀，满足植物对CO2的需求
C．MPK4/MPK12 与HT1 结合，会导致植物的蒸腾作用强度降低
D．降低MPK4/MPK12 基因的表达水平就会提高CO2的固定速率
答案 D
解析 蛋白质发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但会改变蛋白质的空间结构，A 正确；低浓
度CO2会促进蛋白激酶HT1 磷酸化，并激活蛋白激酶 CBC1，CBC1 激活后可促进保卫细
胞吸水膨胀，使气孔开放，满足植物对CO2的需求，B 正确；CO2浓度升高时，蛋白质复合
物MPK4/MPK12 与HT1 结合，抑制HT1 的活性导致气孔关闭，而气孔是植物蒸腾失水的主
要通道，气孔关闭会使蒸腾作用强度降低，C 正确；降低MPK4/MPK12 基因表达水平，
MPK4/MPK12 含量减少，对HT1 抑制作用减弱，气孔开放程度可能增加，但CO2固定速率
不仅取决于气孔开放程度，还受光合作用相关酶等多种因素影响，所以不一定会提高CO2固
定速率，D 错误。
二、选择题(每小题有一个或多个选项符合题目要求。)
9．(2025·邵阳三模)ATP 如何运出线粒体备受关注，线粒体膜上存在由核基因编码的ATP/
ADP 反向转运蛋白AAC，借助AAC，ATP 可从线粒体基质运至膜间隙并最终运出线粒体，
具体机制如图，图中还标出各物质转运数量及电荷数，内部腺苷磷酸库可储存ATP 和
ADP。米酵菌酸可以竞争结合在AAC 的ATP 结合位点上。下列叙述错误的是( )
A．AAC 转运ATP 时，因ATP 带4 个负电荷，会使膜间隙负电荷降低电位升高
B．电子传递链泵出H＋，H＋顺浓度梯度回流驱动ATP 合酶合成ATP
C．Pi 转运体将Pi 运入基质，为ATP 合成提供原料，其转运与膜电位无关
D．误食含米酵菌酸的食物可能会导致细胞严重缺少能量而死亡
答案 AC
解析 从图中可看出AAC 转运ATP 时，ATP 带4 个负电荷进入膜间隙，会使膜间隙负电荷
相对增多，电位降低，A 错误；图中显示电子传递链将H＋泵出，形成H＋浓度梯度，H＋顺
浓度梯度回流可驱动ATP 合酶合成ATP，B 正确；Pi 转运体转运Pi 与膜电位有关，图中Pi
的转运与膜两侧电荷分布有关，C 错误；米酵菌酸可以竞争性地结合在线粒体AAC 的ATP
结合位点上，误食含米酵菌酸的食物可能会影响AAC 转运体的功能，使AAC 转运的ATP
减少，从而导致细胞严重缺少能量而死亡，D 正确。
10．(2025·济宁模拟)中国科学家从热泉中分离获得了两株嗜热蓝细菌，它们具备独特的CO2
富集机制，该机制的作用模式及部分代谢路径如图所示，羧酶体是由蛋白质外壳包裹的微区
室。下列叙述正确的是( )
A．图中CO2通过细胞膜进入嗜热蓝细菌，消耗的ATP 可来自光反应
B．嗜热蓝细菌内碳酸酐酶参与卡尔文循环且在高温环境下活性较高
C．过程②需要消耗ATP 和NADPH，而过程①不需要
D．羧酶体是由单层膜构成的细胞器，有利于高效固定CO2
答案 AC
解析 嗜热蓝细菌可以进行光合作用，图中CO2通过细胞膜进入嗜热蓝细菌，消耗的ATP
可来自光反应，A 正确；碳酸酐酶催化CO2转化为HCO，未参与卡尔文循环，B 错误；过
程②是C3的还原，需要光反应产生的ATP 和NADPH，而过程①是二氧化碳的固定，则不
需要，C 正确；羧酶体是由蛋白质外壳包裹的微区室，不是由单层膜构成的细胞器，D 错误。
11．(2025·常德二模)植物叶绿体中进行CO2固定的R 酶在光下，CO2相对不足时，也可以消
耗氧气并释放CO2，该过程被称为光呼吸。光呼吸会导致光合作用减弱、作物减产，研究人
员为获得光诱导型高产水稻，通过基因工程在其叶绿体内构建一条光呼吸支路(GMA 途径，
图中叶绿体虚线框内过程)。下列有关此过程的叙述正确的是( )
A．光呼吸过程中，O2与CO2竞争结合R 酶，降低了光合作用中暗反应阶段的速率
B．乙醇酸进入过氧化物酶体会导致叶绿体内的碳流失，进而导致水稻减产
C．GMA 途径能减少叶绿体中有机碳的流失，但并不会增加参与卡尔文循环的C5的量
D．GMA 途径所用的外源G 酶、A 酶和M 酶的基因均需导入叶绿体，并由其独立表达
答案 AB
解析 从图中可以看出，O2能结合R 酶，抑制了CO2固定的过程，A 正确；乙醇酸从叶绿
体进入过氧化物酶体，会造成碳流失，也会影响光合作用速率，进而造成减产，B 正确；
GMA 途径能减少叶绿体中有机碳的流失，并由于其释放的CO2缓解了叶绿体中CO2相对不
足的情况，使得C5更多参与卡尔文循环，C 错误；在叶绿体中发挥作用的各种酶，大部分
仍然是由核基因指导合成的，因此上述外源基因并不一定需要直接导入叶绿体，D 错误。
12．随着全球变暖加剧，农作物的生长面临日益严重的热胁迫。研究者探究了在高温胁迫下，
氮肥对玉米光合作用的影响机制，进一步研究发现，参与二氧化碳固定的关键酶(Rubisco
酶)活性及脱落酸含量均受到氮供应水平的影响。结合图1、2 和3，下列叙述正确的是(
)
A．氮元素参与合成叶绿素、酶、ATP、NADPH 等物质直接影响暗反应的进行
B．与常温条件相比，高温条件下增施氮肥不能显著提高玉米净光合速率
C．高温条件下升高了Rubisco 酶的活性，降低了脱落酸含量，影响光合作用暗反应速率
D．高氮条件降低了脱落酸含量，提高了气孔开度，从而提高光合作用暗反应速率
答案 D
解析 氮元素参与合成叶绿素、酶、ATP、NADPH 等物质。叶绿素参与光反应中光能的吸
收、传递和转化，直接影响光反应的进行，而非暗反应，A 错误； 观察图1 可知，与常温
条件相比，高温条件下增施氮肥能显著提高玉米净光合速率，B 错误；据图2 和图3 分析，
高温条件下，Rubisco 酶活性降低，脱落酸含量升高，而不是升高了Rubisco 酶的活性，降
低了脱落酸含量，C 错误；由图3 可知，高氮条件下脱落酸含量降低，脱落酸会使气孔关闭，
脱落酸含量降低则气孔开度提高，有利于二氧化碳的吸收，从而提高光合作用暗反应速率，
D 正确。
三、非选择题
13．(16 分)(2025·陕晋宁青，17)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)(4 分)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)(4 分)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：_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 (1)基质 ATP、NADPH (2)植株S 保卫细胞中G 酶表达量提高，更多的甘氨酸转化
为丝氨酸和CO2，保卫细胞CO2增加有利于R 酶催化CO2的固定；另外CO2转化为HCO，
保卫细胞中可溶性糖等溶质增加，保卫细胞的渗透压升高，促进细胞吸水，气孔开度增大，
进入保卫细胞的CO2进一步增加，因此植株S 保卫细胞CO2的固定速率更快，从而使得植株
S 叶片的净光合速率高于植株W (3)减小 小 (4)实验思路：以野生型植株W 为参照，构
建G 酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T 为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定植
物T 在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：相同光照强度下，植株T 净光合速率小
于植株W
解析 (1)叶绿体中R 酶催化CO2固定，发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP
和NADPH 的作用下合成糖类等有机物，其中ATP 可以提供能量，NADPH 作为还原剂并提
供能量。(2)结合题图和题干信息分析，相同光照条件下植株S 保卫细胞中G 酶表达量提高，
促进甘氨酸转化为丝氨酸和CO2，保卫细胞CO2增加有利于R 酶催化CO2的固定；另外CO2
转化为HCO，保卫细胞中可溶性糖等溶质增加，保卫细胞的渗透压升高，促进细胞吸水，
气孔开度增大，进入保卫细胞的CO2进一步增加，所以植株S 保卫细胞CO2的固定速率更快，
从而使得植株S 叶片的净光合速率高于植株W。(3)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，保持环境中CO2浓度不变，
当O2浓度从21%升高到40%时，CO2竞争R 酶的能力减弱，CO2固定速率减小，因此植株S
的净光合速率减小。相较于植株W，植株S 在相同条件下气孔开度相对较大，进入保卫细
胞的CO2较多，有利于CO2的固定，因此植株S 的净光合速率变化幅度较小。(4)为探究保
卫细胞中G 酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W 为参照，还需要补充的一个实验组
是构建G 酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株(假设为植株T)，实验思路是以野生型植株W
为参照，构建G 酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T 为实验组，在相同且适宜条件下培
养，测定植株T 在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G 酶有利于光合作用的进
行，因此预期结果是相同光照强度下，植株T 净光合速率小于植株W。
14．(14 分)(2025·山东，21)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)(4 分)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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)磷脂双分子层 基粒 (2)H2O 丙酮酸、[H] CO2、O2 (3)途径①以电能的方式
耗散光能；途径②以热能的方式耗散光能
解析 (2)据图分析，水在光下分解为O2和H＋，同时产生的电子经传递可用于NADP＋与H＋
结合形成NADPH，即生成NADPH 所需的电子源自水。3H2O 被植物细胞吸收后参与光合作
用，生成C6
3H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C6
3H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H 的丙
酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O 在线
粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成有氧呼吸的
第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O 的溶液培养该绿
藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H 标记的物质有H2O、丙酮酸和[H]。培养液中
H2
18O 被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，
H2
18O 与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O 标记的气体有O2和CO2。(3)对于
途径②，从图中可以看到，通过途径②将过剩的光能转化为热能散失，从而减轻光合系统损
伤。对于途径①，图中显示途径①使电子传递给O2，通过水的生成消耗过剩的电子，进而
减轻光合系统损伤。
