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第10 讲 光合作用
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01 课标达标练
【题型一】捕获光能的色素和结构
【题型二】光合作用的原理及应用
【题型三】探究环境因素对光合作用强度的影响
【题型四】影响光合作用的因素及其应用
02 能力突破练（新情境+新考法+新角度）
03 高考溯源练（含2025 高考真题）
题型一 捕获光能的色素和结构
1．以新鲜菠菜叶为材料进行绿叶中色素的提取和分离实验，某小组得到如图所示结果。下列关于该结果
的分析，正确的是( )
A.是正确操作后得到的理想结果
B.可能是取用变黄的叶片导致
C.可能研磨时未加入SiO2导致
D.可能提取时加入过量的无水乙醇
2.羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点，成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上
进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5 代表不同类
型的色素。下列分析错误的是( )
A.色素1 在层析液中的溶解度最大
B.色素1、2、3、4 难溶于蒸馏水
C.色素5 可能存在于植物的液泡中
D.缺Mg 会影响色素1 和2 的含量
3.如图所示，测定新鲜菠菜叶片中提取的色素的吸收光谱，下列相关说法正确的是( )
A．吸收光谱中红光和蓝紫光区域较为明亮，绿光区域较暗
B．若在提取色素时没有加入碳酸钙，则吸收光谱的红光区域会变亮
C．若在提取色素时研磨不充分，则吸收光谱的红光和蓝紫光区域都变暗
D．提取的色素放置一段时间后实验效果变差，主要原因是色素的挥发
4.下列对叶绿体的结构和功能的理解，错误的是（ ）
A．叶绿体外膜和内膜上也分布着能吸收光能的色素分子
B．许多圆饼状的类囊体堆叠成基粒增大了叶绿体内的膜面积
C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气
D．植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类
题型二 光合作用的原理及应用
5.如图所示，将草酸铁(含Fe3＋)加入含有离体叶绿体的溶液中，除去空气并给予适宜的光照后，溶液颜色
发生变化并产生氧气。在相同条件下，不添加草酸铁时，则不产生氧气。下列有关论述正确的是( )
A．可通过差速离心法提取叶绿体并置于蒸馏水中保存
B．相较于蓝紫光，绿光照射使叶绿体释放氧气量更多
C．颜色变化是由于Fe3＋被还原，Fe3＋相当于叶绿体基质内的NADH
D．实验说明叶绿体中氧气的产生过程与糖类的合成过程相对独立
6.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
7.叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（ ）
A.叶绿体中的色素的合成都需要Mg和光照
B.H 2O在光下分解产生NADPH和O2的过程发生在叶绿体基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
8.(2021·重庆，6)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4 层膜
B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH
C．产生的ATP 可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节
9.如图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，其中磷酸丙糖转运体(TPT) 的活性是限制光合速率
大小的重要因素。已知：CO2充足时，TPT 活性降低；磷酸丙糖与Pi 通过TPT 的运输严格按1∶1 的比例
进行转运。据图分析，下列有关叙述正确的是( )
A．叶肉细胞的光合产物主要是以淀粉形式运出细胞的
B．暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP
C．若磷酸丙糖的合成速率超过Pi 转运进叶绿体的速率，则有利于蔗糖的合成
D．农业生产上可以通过增加CO2来提高作物中淀粉和蔗糖的含量
10.科学家在厌氧型光合细菌中发现了一种利用菌绿素的原始光合作用机制，其基本原理如图所示。该细菌
的光合作用与高等植物相比，下列叙述错误的是 （ ）
A.ATP的合成同样依赖色素分子吸收光能
B.菌绿素和叶绿素同样位于类囊体薄膜
C.(CH 2O)的合成都需要ATP和NADPH的参与
D.该细菌不释放O2是因为NADPH的H来自H 2S
11.研究发现，光照条件下，当外界CO2浓度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的五碳
化合物含量突然上升，三碳化合物含量下降。若在降低CO2浓度的同时停止光照，则不出现
上述情况。下列说法正确的是（ ）
A.叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定CO2后的产物
B.在五碳化合物上升的同时，叶肉细胞中的NADP
+/ NADPH的值上升
C.光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成
D.五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动
12.我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条人工合成淀粉的流程。其中分析错误的是
（ ）
A.①②过程模拟CO2的固定
B.②③④过程中由小分子聚合成大分子需要消耗能量
C.该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应
D.该过程与光合作用的本质都是将光能转化成化学能储存于有机物中
13.如图为光反应示意图，PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能
吸收利用光能进行电子的传递，PQ、Cyt b6 f 、PC是相关蛋白质，其中PQ在传递电子的同时能将H
+运
输到类囊体腔中。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在进行H
+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合
成。据图回答下列问题：
（1）上图说明生物膜具有 功能。与植物细胞膜上的蛋白质相比，类囊体
薄膜上的蛋白质具有的独特功能是 。
（2）O2是水光解的产物，其中需要的光能是通过 （填“PSⅠ”或“PSⅡ”）吸收利用的。在
光系统Ⅰ中发生的物质变化是 。NADPH和ATP中都有化学能，NADPH中的
化学能来自 （填光系统名称）吸收和转换的光能。
（3）合成ATP依赖于类囊体薄膜两侧的H
+浓度差，图中使膜两侧H
+浓度差增加的过程有
。
（4）某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率，若用该农药处理破坏内外膜的叶绿体，会导致ATP的含
量 （填“显著上升”“显著下降”或“不变”）。
题型三 探究环境因素对光合作用强度的影响
14.如图所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，下列说法错误的
是( )
A.叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于细胞呼吸强度
B.实验前将各叶圆片内的气体排出，其目的是排除原有气体对实验结果的干扰
C.最直接的净光合速率观测指标是相同时间内叶圆片上浮的数量
D.此装置也可以用于探究CO2浓度对光合作用强度的影响
15.某兴趣小组探究CO2浓度对不同叶龄的菠菜叶光合作用的影响，结果如下表，下列分析不
合理的是( )
NaHCO3浓度
叶圆片开始上浮时间/min
幼叶
成熟叶
0
*
*
1%
21
15
2%
14
8
3%
11
6
4%
10
5
注：表中*表示未见上浮。
A.光合作用产生的O2填充细胞间隙，当浮力大于重力时，叶片上浮
B.叶圆片开始上浮所需的时间越长，表明其光合作用强度越大
C.不同叶龄菠菜叶光合作用强度的差异与光合色素含量有关
D.光照强度、温度属于无关变量，对实验结果也有影响
16.火龙果主要生长在我国的南部地区，属于长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，为了
增加经济收入，使火龙果提前开花，提早上市，科研人员研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时
间对火龙果开花的影响，结果如图。相关分析正确的是（ ）
A.据实验结果可以得出的结论是三种补光光源中最佳的是红光+蓝光
B.该实验的自变量是光照强度和补光时间
C.延长补光时间一定可以使火龙果积累更多的有机物
D.火龙果植株主要吸收红光和蓝紫光的光合色素是类胡萝卜素
题型四 影响光合作用的因素及其应用
17.《齐民要术》中指出“谷田必须岁易”，意思是一块土地上连续多年只种谷物，产量会下降。以下相
关的生物学分析，正确的是( )
A.连续多年只种谷物，植物根系发达，呼吸作用旺盛，导致有机物积累减少
B.长期种植同一种谷物不会造成土壤中某些必需元素减少
C.不同年度种不同作物进行轮作，不能防止病虫害的发生和杂草的繁殖
D.大豆与玉米间作套种，可以提高光能利用率
18.将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在15℃、25℃和35℃，改变光
照强度，测定CO2的吸收速率如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.温度和光照强度是该实验的自变量，CO2浓度和水分是无关变量
B.A 点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体
C.当光照强度大于7 时，光照强度不是限制光合作用速率的主要因素
D.当光照强度大于8 时，25℃条件下有机物的合成速率与15℃相等
19.（不定项）为探究高温和高CO2浓度对盆栽番茄植株中的可溶性糖含量（含量越多，果实越甜）和淀
粉含量的影响，科研人员进行了分组实验，测得实验45 天时相关物质含量情况如图，下列叙述正确的是（
）
A.每组选1 株番茄在其他条件相同且适宜条件下进行实验
B.在常态CO2浓度条件下，高温可促进番茄光合作用的进行
C.在高CO2浓度条件下，高温可促进番茄光合作用的进行
D.由结果可知，提高番茄果实甜度的措施是适当提高温度和CO2浓度
20.海水稻是指能在盐（碱）浓度0.3 %以上的盐碱地生长，且单产可达300kg/亩以上的一类水稻品种。
海水稻比其他普通水稻具有更强的抗涝、抗盐碱、抗倒伏、抗病虫等能力。科研人员进行室内盆栽实验，
测定了海水稻、普通水稻生长至抽穗期（作物积累有机物的关键生长期）的相关代谢指标，结果如图所
示。请回答下列问题：
图1
图2
图3
（1）叶绿素主要吸收 光，若通过测定吸光度来判断普通水稻和海水稻叶片中叶绿素含量的多
少，应选择 光进行照射。
（2）随着抽穗天数的增加，海水稻叶片细胞间CO2浓度在升高，若气孔导度不变，说明叶肉细胞的暗反
应速率在 。
（3）与海水稻相比，普通水稻单株种子干重会降低16 %，假设海水稻与普通水稻呼吸速率相等，结合图
示信息推测，原因是
；其他条件不改变的情况下，增加普通水稻环境中的CO2浓度， （填“一定”或“不一定”）能
提高普通水稻单株种子干重，原因是
。
（4）若抽穗35 天后，海水稻的净光合作用速率降为0，此时其叶肉细胞的光合作用速率 （填
“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。
1．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)、蔗糖和磷酸缓冲液(pH＝7.3)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。下列叙述错误的是( )
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化慢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的功能较强
C．除草剂浓度为K 时，品种乙的叶绿体能合成有机物
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲
2.（不定项）研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，
白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下
(400 μmol⋅m
−2⋅s
−1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在
黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol⋅m
−2⋅s
−1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素
含量，结果如图所示。下列相关分析正确的是（ ）
A.野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高
B.正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子
C.纯合突变体在正常光照下产生的叶绿素附着在类囊体薄膜上
D.光照对野生型植株的叶绿素和类胡萝卜素的合成都有促进作用
3.叶绿体随着光照强度的变化，在细胞中的分布和位置也会发生相应改变，称为叶绿体定位。
野生型(WT)拟南芥叶片呈深绿色，对叶片的一部分(整体遮光，中部留出一条窄缝)强光照射1 h 后，被照
射的窄缝处变成浅绿色(提示叶绿体发生了迁移)，而突变体chup1－2 叶片(CHUP1 基因突变)经强光照射后
叶色不变，实验过程和原理如图所示。已知CHUP1 基因编码的CHUP1 蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白
(构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分)相结合。下列相关叙述错误的是( )
A．强光照射后，野生型细胞中的叶绿体发生了位置和分布的变化，以减少强光的伤害
B．若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常，推测微丝蛋白可能与叶绿体的运动有关
C．在弱光照射下，CHUP1 蛋白缺失的叶肉细胞中叶绿体的定位和分布是正常的
D．CHUP1 蛋白缺失型拟南芥比野生型拟南芥在弱光下暗反应生成C5的速率低
4.在胁迫条件下，植物体内活性氧（ROS）增加，导致线粒体膜的通透性增加，诱导细胞发生程
序性死亡（PCD）。研究人员筛选出1 个叶绿体功能缺陷突变体（mod1），mod1 中的MOD1 基因缺陷，
导致叶绿体中的脂肪酸合酶合成缺陷，存在明显的ROS 积累，诱导植物发生PCD（如图所示）；若直接使
用苹果酸处理人类HeLa 细胞，也能够诱导ROS 产生和细胞死亡，下列有关说法错误的是（ ）
A．电子传递链复合体（mETC）的功能缺失能使mod1 的PCD 表型恢复正常
B．编码酶1、转运蛋白D 和酶2 的任一基因发生突变，均可抑制mod1 发生PCD
C．叶绿体中MOD1 功能缺失，导致苹果酸从叶绿体向线粒体的转运减少，产生过量ROS，引发PCD
D．从细胞质到线粒体的细胞死亡调控机制在植物与动物间存在一定的保守性，为生物进化提供了证据
5.镁（Mg）是影响光合作用的重要元素，科研人员进行了相关研究。
(1)镁是构成 的重要成分，水稻细胞内的光合色素还包括 。
(2)为探究镁对水稻光合作用的影响。将正常培养38 天的水稻分别转移到无镁培养液（-Mg2+）和正常培养
液（+Mg2+）中培养15 天，对光合作用指标进行连续跟踪检测，测定光合色素含量相对值、Vc max（最大
羧化速率，碳固定指标）和An（净光合速率），结果如图1。推测前10 天An 变化不明显的原因是 ；
10 天后，An 显著下降的原因是 。
(3)为进一步探究镁对水稻光合作用的影响，研究者将正常培养38 天的水稻在缺镁和正常培养液中培养12
天后，每3h 检测一次Vcmax 的变化，持续跟踪48h，结果如图2。实验结果表明 ，从而影响光
合作用。为了验证缺镁前期对光反应的影响，还需要检测的指标有 （至少答出两个）。
(4)已知叶绿体中镁含量存在与Vc max 相似的变化，且与叶绿体镁转运蛋白MGT3 相关。为验证缺镁处理能
够动态抑制MGT3 基因的表达，设计实验如下表。请补全表中的检测指标 和图3 中的实验结果。
组别
实验材料
实验处理
检测指标
对照组
缺镁培养的水稻植株
缺镁培养液
持续48h 检测水稻叶片中的
实验组
正常培养液
(5)研究发现，RUBP 羧化酶的活性依赖于Mg2+，根据上述研究内容解释短期缺镁影响水稻光合作用的机制
。
6.光系统Ⅱ(PS Ⅱ)、Cb6/f 和光系统Ⅰ(PS Ⅰ)等结构形成线性电子传递和环式电子传递两条途
径，两条途径在光反应过程中均产生ATP。亲环素蛋白C37 调控电子传递效率，提高植物对强光的适应性
(如图)。在强光下，C37 缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧，活性氧积累使叶绿素降解增加，活性
氧积累到一定量使细胞凋亡。回答下列问题：
(1)①光合色素吸收光能后，将水分解为O2 和H ＋，同时产生电子；电子经过电子传递链，最终与
__________结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭，CO2 供应不足，短时间内暗反应中C3 含量
__________。环式电子传递与线性电子传递相比，NADPH/ATP 的比值____________(填“较大”“较小”或
“相等”)。
②根据题干信息，下列对强光下植物光合电子传递链调控机制的理解，说法正确的有__________(多选)。
A．强光下，C37 仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程
B．强光下，C37 通过与Cb6/f 结合，提高Cb6/f 到PS Ⅰ的电子传递效率
C．C37 缺失使电子传递受阻，进而降低活性氧的含量，可导致植物叶片变黄
D．C37 缺失突变体转入高表达的C37 基因，可降低强光下的细胞凋亡率
(2)(4 分)请参照“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，设计一个实验验证：在强光下，C37 缺失会导
致叶绿素降解增加，简要写出实验设计思路：___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
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·河北·高考真题）ATP 是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP 的是（ ）
A．肌肉的收缩
B．光合作用的暗反应
C．Ca2+载体蛋白的磷酸化
D．水的光解
3．（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
4．（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
5．（2021·辽宁·高考真题）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。
6．（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
7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco 是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco 基因转入某
作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良
提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。
(1)Rubisco 在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一
过程中能量转换是 。
(2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B 点时，曲线②与③重合是由于 不足。A 点之前曲线①和②重
合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因
是 。
(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S 植株固定CO2生成C3的速率比WT 更快。使用同位素标
记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。
8．（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：
。
9．（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
0.90
0.20
0.70
3.40
0.29
1.75
160
100
150
0.15
0.20
0.28
1.08
1.08
1.08
肥）
B（施氮肥）
0.02
0.01
—
—
—
(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 。
10．（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 。
11．（2025·湖南·高考真题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细
菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放
。在Burk 无机培养基和光
照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一
步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚
的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果
如图b。回答下列问题：
(1)栅藻的光合放氧反应部位是 （填细胞器名称）。图a 结果表明，对硝基苯酚 栅藻的光合放
氧反应。
(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是 。
(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为
，培养10min 后，推测该培养液pH 会 ，培养液中对硝基苯酚
相对含量 。
(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是 。
12．（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
。
13．（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 。
14．（2025·全国二卷·高考真题）研究者诱变得到一种小麦黄绿叶突变体，其呼吸特性与野生型植株无差
异，但光合特性有明显不同。
(1)光合色素位于叶绿体中的 上，在光合作用中具有 的功能，因此色素种类和
含量的变化会影响光合特性。
(2)测定不同光照处理下两种小麦叶片中的光合色素含量，结果如图1。
由图1 可知，突变体叶色变浅主要是由于 含量较低，且黄绿表型的出现依赖于
。
(3)对两种小麦叶片光合作用相关指标进行测定，结果如下表。
株
系
光饱和点
（μmol·m-2.s-1）
光补偿点
（μmol·m-2.s-1）
CO2饱和点
（μumol·mol-1）
CO2补偿点
（μumol·mol-1）
最大净光合速率
（μmol·m-2.s-1）
野
生
型
1619
37.65
610.93
56.51
29.47
突
变
体
1873
56.84
890.14
51.66
45.96
备注：光饱和点、光补偿点和最大净光合速率在大气CO2浓度和适宜温度下测定，CO2饱和点和CO2补偿点
在光照强度1200μmol·m-2·s-1和适宜温度下测定。
①据表可知，突变体对强光环境的适应性更强，依据是 。
②研究发现，突变体对照射在叶面上的光能吸收率低，但吸收的光能转化为化学能的效率较高。据表推测，
光能转化率高的原因是突变体具有更高的 能力。
(4)进一步研究发现，突变体叶肉细胞中PEPC 酶与叶绿体中ATP 合成酶活性显著高于野生型。PEPC 酶的功
能如图2 所示。综合上述信息，以野生型植株为对照，概述突变体光能转化率更高的原因（在方框中以文
字和箭头的形式作答）。
15．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、
老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。
实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球
均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。
回答下列问题：
(1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2
和 。
(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3 天日光组和红光组的质量损失率
低于黑暗组，原因有 。第4 天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱
导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。
(3)第4 天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，
因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。
(4)第4 天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果，
处理对西兰花花球保鲜效果最明显。
