第4講光與光合作用

基礎(chǔ)過關(guān)

一、單選題

1.（2023秋?海南?高三海南中學(xué)校考階段練習(xí)）農(nóng)業(yè)諺語是勞動人民口口相傳的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，其中蘊藏著

豐富的生物學(xué)原理，下列相關(guān)分析錯誤的是（）

A.“玉米帶大豆，十年九不漏”——玉米和大豆間作，可以促進增產(chǎn)

B.“人黃有病，苗黃缺肥”一鎂是構(gòu)成葉綠素的元素之一，缺鎂會導(dǎo)致葉片發(fā)黃

C.“春天糞堆密，秋后糧鋪地”一糞肥中的能量流向植物，促進糧食增產(chǎn)

D.“稻子出在犁頭上，勤耕深耕長得壯”——中耕松土有利于植物根細(xì)胞吸收無機鹽

【答案】C

【分析】1、間作是指在同一生長期內(nèi)，同一塊耕地上間隔地種植兩種或兩種以上作物。

2、及時松土有利于植物根系進行有氧呼吸，為無機鹽的吸收提供能量。水和無機鹽是植物生長的重要條件。

【詳解】A、玉米和大豆的間作套種，可以提高陽光利用率，大豆上的根瘤菌還具有固氮作用，增加土壤中

氮的含量，充分利用了群落的空間結(jié)構(gòu)和季節(jié)性，A正確；

B、氮、鎂是構(gòu)成葉綠素的必需成分，植物缺乏氮、鎂會導(dǎo)致葉片發(fā)黃，B正確；

C、糞肥中的能量不能流向植物，糞肥中有機物可被微生物分解形成無機物，無機物可被植物吸收利用，促

進糧食增產(chǎn)，C錯誤；

D、中耕松土增加土壤的含氧量，為根系提供更多的氧氣，促進細(xì)胞有氧呼吸，有利于植物的根部通過主動

運輸吸收無機鹽離子，D正確。

故選Co

2.（2022秋?天津河西?高一天津市第四中學(xué)?？计谀┤鐖D表示新鮮菠菜葉中四種色素的相對含量及在濾紙

條上的分離情況。下列說法不正確的是（）

色

素[乙

的

相

時胃丙

一Z

直

里

與濾液細(xì)線的相對距離

A.丙、丁兩種色素主要吸收藍紫光

B.四種色素均可溶于有機溶劑無水乙醇中

C.四種色素在層析液中溶解度最大的是乙

D.若用發(fā)黃的菠菜葉進行該實驗，則甲、乙色素帶會變窄

【答案】C

【分析】“綠葉中色素的提取與分離”實驗中，葉綠體色素被層析后，濾紙條上色素帶從上至下依次是：胡蘿

卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。分析圖可知，甲為葉綠素b,乙為葉綠素a,丙為葉黃素，丁為胡蘿卜

素，據(jù)此答題即可。

【詳解】A、根據(jù)在濾紙條上的擴散距離可知，丙為葉黃素，丁為胡蘿卜素，這兩種色素主要吸收藍紫光,

A正確；

B、綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，所以，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素，即四種色素

均可溶于有機溶劑無水乙醇中，B正確；

C、溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，所以四種色素在層析液中溶解度最大的是丁，C錯誤；

D、甲為葉綠素b,乙為葉綠素a,發(fā)黃的菠菜葉中葉綠素含量少，所以若用發(fā)黃的菠菜葉進行該實驗，則

甲、乙色素帶會變窄，D正確。

故選C。

3.（2023春?云南紅河?高一?？奸_學(xué)考試）下列有關(guān)植物光合作用的說法，正確的是（）

A.光照增強，葉綠體內(nèi)膜產(chǎn)生的ATP增加，利于有機物的合成

B.魯賓和卡門用對比實驗證明了光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水

C.當(dāng)葉肉細(xì)胞中氧氣產(chǎn)生速率等于氧氣消耗速率時，該植物體光合作用速率等于呼吸速率

D.紅光條件下類胡蘿卜素可通過光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為大量ATP中活躍的化學(xué)能

【答案】B

【分析】光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存著能量的有機物，并釋

放出氧氣的過程。

【詳解】A、ATP是光反應(yīng)的產(chǎn)物，光反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上，而非葉綠體內(nèi)膜，A錯誤；

B、魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法用"Cl分別標(biāo)記C18O2和18。2,進行對比實驗，證明了光合作用釋放的氧氣

來自水，B正確；

C、并非所有的植物細(xì)胞都能進行光合作用，故當(dāng)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生氧氣的速率和消耗氧氣的速率相等時，該植

物光合作用速率小于呼吸作用速率，C錯誤；

D、胡蘿卜素主要吸收藍紫光，不能吸收利用紅光，D錯誤。

故選Bo

4.（2023秋?江蘇鹽城?高一鹽城市大豐區(qū)新豐中學(xué)校考期末）下圖是某植物葉片光照強度與凈光合速率的關(guān)

系圖，下列說法錯誤的是（）

A.當(dāng)光照強度＜A時，光合速率〈呼吸速率

B.當(dāng)光照強度=A時，呼吸作用釋放出的C02=光合作用吸收的C02

C.當(dāng)光照強度在A與B之間時，植物葉片需從周圍環(huán)境中吸收CO2

D.B點以后，限制光合作用的因素包括光照強度、溫度、C02濃度等

【答案】D

【分析】據(jù)圖分析：A點為光補償點，此時光合速率=呼吸速率；B點為光飽和點，此時限制光合作用的因

素不再是光照強度，而是溫度、CO2濃度等。

【詳解】A、當(dāng)光照強度＜A時，光合速率〈呼吸速率，A正確；

B、當(dāng)光照強度=A時，光合速率=呼吸速率，故呼吸作用釋放出的CO2=光合作用吸收的C02,B正確；

C、當(dāng)光照強度在A與B之間時，光合速率〉呼吸速率，植物葉片需從周圍環(huán)境中吸收C02,C正確；

D、B點以后，限制光合作用的因素不再是光照強度，而是溫度、CO2濃度等，D錯誤。

故選D。

二、綜合題

5.（2023秋?廣東深圳?高一統(tǒng)考期末）下圖是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和呼吸作用的物質(zhì)變化示意簡圖,

其中①?⑤為生理過程，a?h為物質(zhì)名稱。請據(jù)圖回答：

(1)①?⑤過程中，能夠產(chǎn)生ATP的過程有(填圖中數(shù)字)，過程①發(fā)生的具體場所是,

①為②提供O

⑵物質(zhì)a是光合色素，其中類胡蘿卜素主要吸收光，②階段中有CO2與C5反應(yīng)生成2c3,這一

過程叫做CO2的o

(3)若將該植物從光照條件下突然移到黑暗處，則在短時間內(nèi)物質(zhì)f的含量將會o

【答案】(1)①③④⑤類囊體薄膜NADPH和ATP

(2)藍紫光固定

(3)增加(或填“增大”、“升高”都對)

【分析】根據(jù)圖示進行判斷：圖中①代表光反應(yīng)，②代表暗反應(yīng)，③代表有氧呼吸第一階段，④代表有氧

呼吸第二階段，⑤代表有氧呼吸第三階段。

【詳解】(1)上述①~⑤過程中，能夠產(chǎn)生ATP的過程是①光反應(yīng)、③有氧呼吸第一階段、④有氧呼吸第二

階段、⑤有氧呼吸第三階段，①代表光反應(yīng)，發(fā)生的場所是葉綠體類囊體薄膜。①代表光反應(yīng)，②代表暗

反應(yīng)，光反應(yīng)可為暗反應(yīng)C3的還原提供NADPH和ATP。

(2)類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。②階段中有C02與C5反應(yīng)生成2c3,這一過程叫做CO2的固定。

(3)若將該植物從光照條件下突然移到黑暗處，則光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和［H］供應(yīng)不足，導(dǎo)致f(C3)還原受

阻，而二氧化碳固定形成C3的速率不變，所以f(C3)含量增加。

6.(2023?遼寧大連?大連八中?？寄M預(yù)測)共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然來源，根瘤菌入侵豆

科植物的根系，誘導(dǎo)大豆形成根瘤(容納根瘤菌)以進行共生固氮。為研究大豆根瘤形成的機理，科研人

員進行了一系列研究。

-

照

:c!0:維對大豆芽和根根瘤結(jié)

的處理方式節(jié)數(shù)目

管

葉肉細(xì)胞)光照

束

束黑暗22

蔗

蔗黑暗

娜0

糖

糖

光照

光照22

黑暗

黑暗0

圖2

圖1

(1)圖1是大豆光合作用產(chǎn)物的形成及運輸和大豆與根瘤菌關(guān)系示意圖。請分析回答：

①如圖1所示，二氧化碳固定形成的C3在光反應(yīng)提供的作用下轉(zhuǎn)換成磷酸丙糖(TP),TP運出葉綠體

后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于。

②研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖進入維管束細(xì)胞的過程可被呼吸抑制劑抑制，據(jù)此推測蔗糖進入維管束細(xì)胞的跨膜運輸

需要的條件是O

（2）為了研究光照與大豆根瘤生成的關(guān)系，科研工作者將根瘤菌接種于大豆上，黑暗預(yù)處理2天后，進行相

關(guān)處理，6天后觀察大豆根瘤結(jié)節(jié)生成的情況，處理和結(jié)果如圖2,結(jié)合圖1分析下列問題。

①對大豆黑暗預(yù)處理的目的是o

②圖2的實驗結(jié)果說明0

③根據(jù)圖1,從能量的角度解釋大豆根瘤結(jié)節(jié)形成的原因：o

④光除了為植物提供能量外，還可能作為—調(diào)控大豆根瘤結(jié)節(jié)的生成。

【答案】⑴ATP和NADPH/NADPH和ATP細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需要能量和載體蛋白（轉(zhuǎn)運蛋白）

（2）排除原來有機物的干擾大豆根瘤結(jié)節(jié)生成需要大豆芽進行光合作用（或需要大豆芽照光）

大豆將光能轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽侵械幕瘜W(xué)能，根瘤菌將蔗糖中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，從而實現(xiàn)根瘤

菌的大量繁殖，形成根瘤光信號/信號

【分析】大豆與根瘤菌是共生關(guān)系，大豆為根瘤菌提供良好的居住環(huán)境、碳源和能源以及其他必需營養(yǎng)，

而根瘤菌將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為植物能吸收的含氮物質(zhì)，如氨，其代謝類型為異養(yǎng)需氧型。

【詳解】（1）①C3的還原需要光反應(yīng)提供ATP（提供能量）和NADPH（提供能量和還原劑）；蔗糖的合成

在葉綠體外（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）中進行，因此合成蔗糖的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；②蔗糖進入維管束細(xì)胞的過

程可被呼吸抑制劑抑制，說明蔗糖進入細(xì)胞需要能量，其運輸方式為主動運輸，因此蔗糖進入維管束細(xì)胞

的跨膜運輸需要的條件是需要能量和載體蛋白（轉(zhuǎn)運蛋白）。

（2）①黑暗處理可以消耗掉大豆原有的有機物的干擾；②結(jié)合圖2可知，僅對根部遮光處理，對結(jié)節(jié)數(shù)目

沒有影響，而對芽進行黑暗處理，則結(jié)節(jié)不能生成，因此大豆根瘤結(jié)節(jié)生成需要進行光合作用（或需要大

豆芽照光）；③從物質(zhì)的角度，大豆為根瘤菌提供有機物，而根瘤菌可以固氮，為植物提供氨，從能量的

角度，大豆將光能轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽侵械幕瘜W(xué)能，根瘤菌將蔗糖中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP中活躍的化學(xué)能，

從而實現(xiàn)根瘤菌的大量繁殖，形成根瘤；④光除了提供能量來源外，還作為一種信號因子（光信號），調(diào)節(jié)

大豆根瘤結(jié)節(jié)生成。

能力提升

一、選擇題

L（福建省泉州市2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期期末生物試題）如圖為葉綠體中光合作用過程示意圖，其中A、

B、C、D表示葉綠體的結(jié)構(gòu)，①②③④⑤表示物質(zhì)。下列有關(guān)敘述錯誤的是（）

A.A結(jié)構(gòu)屬于生物膜系統(tǒng)的一部分

B.③可來自線粒體和外界環(huán)境

C.與光合作用有關(guān)的酶主要分布在A、C、D

D.若光照顯著減弱，短時間內(nèi)④的含量會升高

【答案】C

【分析】題圖分析：A表示葉綠體的類囊體膜，B表示葉綠體的基質(zhì)，C表示葉綠體內(nèi)膜，D表示葉綠體外

膜，①表示水，②表示氧氣，③表示二氧化碳，④表示三碳化合物，⑤表示（CH2O）O

【詳解】A、圖中葉綠體的類囊體膜A上有捕獲光能的色素分布，屬于生物膜系統(tǒng)的一部分，A正確；

B、③表示二氧化碳，是光合作用的原料，可來自線粒體和外界環(huán)境，B正確；

C、與光合作用有關(guān)的酶分布在A葉綠體的類囊體膜和B葉綠體的基質(zhì)，因此光合作用進行的部位是A葉

綠體類囊體薄膜和BA葉綠體基質(zhì)，而C葉綠體內(nèi)膜和D葉綠體外膜中均沒有光合作用有關(guān)酶，C錯誤；

D、若光照顯著減弱，則光反應(yīng)速率下降，產(chǎn)生的ATP和NADPH減少，則C3還原速率下降，短時間內(nèi)④

三碳化合物的含量會升高，D正確。

故選C。

2.（2022秋?吉林通化?高三梅河口市第五中學(xué)?？计谥校┮阎←湽夂献饔米钸m溫度為25℃,呼吸作用最

適溫度為30℃,科學(xué)家研究小麥20℃時光合作用強度與光照強度的關(guān)系，得到如圖曲線。下列有關(guān)敘述錯

誤的是（）

本。。2吸收速率」

o-/-----------------------?

/）光照強度

（a

釋放速率

A.在25℃條件下研究時，a點會下移

B.a點時葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體

C.其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時，b點將向左移動

D.c點之后小麥光合作用強度不再增加，可能與葉綠體中酶的濃度有關(guān)

【答案】C

【分析】分析題圖：a點時光照為零，細(xì)胞只進行呼吸作用；b點光合作用強度與呼吸作用強度相等，be段

光合作用強度大于呼吸作用強度，cd段光合作用強度不再增加。

【詳解】A、酶的活性受溫度的影響，由題文知小麥光合作用最適溫度為25℃,呼吸作用最適溫度為30℃,

題圖是小麥20℃時光合作用強度與光照強度的關(guān)系，25℃條件下呼吸作用強度會因為酶的活性增強而上升,

a點會下移，A正確；

B、a點時因沒有光照，葉肉細(xì)胞只進行呼吸作用，產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體；B正確；

C、Mg是合成葉綠素的元素，當(dāng)植物缺Mg時，葉綠素減少，光合作用減弱，b點表示光合作用等于呼吸

作用，因此要想光合作用等于呼吸作用，需要增大光照強度，即b點將向右移動，C錯誤；

D、外界條件均適宜時，c點之后小麥光合作用強度不再增加是內(nèi)因造成的，故可能與葉綠體中酶的濃度、

光合色素含量等有關(guān)，D正確。

故選C。

3.（2023秋?江蘇鹽城?高一鹽城市大豐區(qū)新豐中學(xué)?？计谀┫聢D1為光合作用過程圖解，其中①-③表示

具體過程，a-g表示物質(zhì)。圖2表示在不同光照強度下某植物的CO2吸收速率。下列說法錯誤的是（）

A.圖1中類囊體為光反應(yīng)的發(fā)生提供的物質(zhì)條件是色素和酶

B.光合作用過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為光能-ATP和NADPH([H])中的化學(xué)能一有機物中的化學(xué)能

C.如果將該植物置于圖2中A點光照強度條件下生長，則圖1中的a物質(zhì)也能產(chǎn)生

D.如果將該植物置于圖2中C點條件下生長，則每小時單位葉面積實際消耗的C02量為25mg

【答案】C

【分析】據(jù)圖分析，圖1中①表示水的光解，可以產(chǎn)生a氧氣和H+,H+與NADP+加電子生成d(NADPH),

b為ATP,c為ADP；②表示C3的還原，需要NADPH做還原劑，ATP和NADPH提供能量；③表示二氧

化碳的固定，其中g(shù)為C5,f為C3。

圖2表示光照強度對植物體凈光合速率的影響，其中A點由于沒有光照，所以只進行細(xì)胞呼吸；B點為光

的補償點，此點表示光合速率等于呼吸速率；C點為光飽和點，此時凈光合速率最大。

【詳解】A、圖1中類囊體薄膜附著大量色素和酶，為光反應(yīng)的發(fā)生提供條件，A正確;

B、光合作用過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為：光反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH([H])中的化學(xué)能，暗反應(yīng)

將ATP和NADPH([H])中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機物中的化學(xué)能，B正確；

C、A點無光照，所以不能進行光反應(yīng)，圖1中的a物質(zhì)氧氣不能產(chǎn)生，C錯誤；

D、C點為光飽和點，此時凈光合速率最大，每小時單位葉面積實際消耗的C02量為總光合，為凈光合20mg

加呼吸5mg等于25mg,D正確。

故選Co

4.(2023春?湖南衡陽?高二衡陽市八中校考階段練習(xí))(多選)下圖表示某高等植物光合作用速率與環(huán)境因

素之間的關(guān)系。下列推斷正確的是()

光

光V強光照

高濃度

合

合30co?g

V速

速20中co?濃度JI般光照

率

率10

V低⑩濃度3］弱光照

0PQ0PQ0PQ

光照強度光照強度溫度

甲乙丙

A.甲、乙兩圖的光照強度均為P點時，限制光合作用速率的因素是相同的

B.甲、乙、丙都不止一個變量，故不遵循單一變量原則

C.隨著溫度進一步升高，丙圖中曲線有下降的趨勢，原因是進行光合作用的酶的活性降低

D.甲圖中在P點時，三條曲線狀態(tài)下植物細(xì)胞有機物的積累量是相同的

【答案】AC

【分析】空氣中二氧化碳的濃度，土壤中水分的多少，光照的長短與強弱、光的成分以及溫度的高低等，

都是影響光合作用強度的外界因素。凈光合作用積累的有機物=光合作用產(chǎn)生的有機物-呼吸作用消耗的有機

物。甲、乙、丙圖中P點限制因素分別為光照強度、光照強度和溫度。

【詳解】A、據(jù)圖可知，甲、乙兩圖P點時，隨著光照強度的增加，光合速率上升，因此此時限制光合作用

速率的因素是相同的，都是光照強度，A正確；

B、單一變量原則是指其他因素（無關(guān)變量）不變，只改變其中一個因素（要研究的因素——實驗變量，即

自變量），然后觀察這個實驗變量對實驗結(jié)果的影響，甲、乙、丙都不止一個變量，但只考慮某一個變量,

仍然遵循單一變量原則，B錯誤；

C、在最適溫度時，酶活性最高，超過或者低于最適溫度時，酶活性都要降低，因此隨著溫度進一步升高,

丙圖中曲線有下降的趨勢，原因是進行光合作用的酶的活性降低，C正確；

D、甲圖中在P點時，三條曲線狀態(tài)下植物細(xì)胞光合速率相等，但由于溫度不同，呼吸作用消耗的有機物是

不相同的，因此有機物的積累量是不相同的，D錯誤。

故選ACo

二、綜合題

5.（2023春?湖南衡陽?高二衡陽市八中校考階段練習(xí)）據(jù)《自然》雜志2022年12月刊文介紹，我國科研人

員將菠菜葉綠體的類囊體制備成納米類囊體單元（NTUs）,并用動物軟骨細(xì)胞膜（CM）將其包裹得到

CM-NTUs,最終成功實現(xiàn)了將植物類囊體跨物種植入到動物細(xì)胞內(nèi)。請回答下列有關(guān)問題：

(1)類囊體膜的結(jié)構(gòu)及相關(guān)生理過程如上圖所示：

①復(fù)合物A-D中，含有光合色素的復(fù)合物有o

②圖中物質(zhì)b在光合作用過程中的作用有(答出2點)。

(2)研究者向骨關(guān)節(jié)炎模型小鼠的骨關(guān)節(jié)內(nèi)注射CM-NTUs并給予適宜光照，數(shù)周后檢查發(fā)現(xiàn)小鼠關(guān)節(jié)形態(tài)

改善，骨關(guān)節(jié)炎疼痛好轉(zhuǎn)。

①植入了NTUs的軟骨細(xì)胞中既能合成ATP又能合成［H］的具體場所有0

②有同學(xué)認(rèn)為，患病小鼠相關(guān)癥狀好轉(zhuǎn)的原因是NTUs為軟骨細(xì)胞直接提供了豐富的葡萄糖等光合產(chǎn)物。

請評價該觀點是否正確，并說明理由：o

(3)用菠菜類囊體和人工酶系統(tǒng)組裝的人工葉綠體，能在光下生產(chǎn)目標(biāo)多碳化合物。若要實現(xiàn)黑暗條件下持

續(xù)生產(chǎn)，需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有0生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強度，產(chǎn)量也不再增加，若要

增產(chǎn)，可采取的有效措施有(答兩點)。

【答案】(1)復(fù)合物A、復(fù)合物C作為還原劑參與C3還原、為C3還原提供能量

(2)類囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)不正確；NTUs本身不能進行光合作用的暗反應(yīng)，不能

合成葡萄糖等有機物

(3)NADPH、ATP和C02增加二氧化碳的濃度和適當(dāng)提高環(huán)境溫度

【分析】1、光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進行的。葉綠體中光合色素吸收的光能將水分解為氧和H+,氧

直接以氧分子的形式釋放出去，H+與NADP+結(jié)合，形成NADPH。NADPH作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)

階段的化學(xué)反應(yīng)，同時也儲存部分能量供暗反應(yīng)階段利用，在有關(guān)酶的催化作用下，提供能量促使ADP與

Pi反應(yīng)形成ATPo

2、暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行，在特定酶的作用下，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合，形成兩個三碳化合物。

在有關(guān)酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。一些接受能

量并被還原的三碳化合物，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖類；另一些接受能量并被還原的三碳

化合物，經(jīng)過一系列變化，又形成五碳化合物。

【詳解】（1）①光合色素能吸收光能，根據(jù)復(fù)合物A、復(fù)合物C可吸收光能，可知其含有光合色素。

②物質(zhì)b是利用NADP+和H+,利用電子傳遞鏈中的電能合成的NADPH,可作為還原劑參與C3還原并為

C3還原提供能量。

（2）①類囊體薄膜上可進行光反應(yīng)合成ATP,產(chǎn)生［H］,同時有氧呼吸的第一階段和第二階段也能產(chǎn)生［H］,

并且有氧呼吸三個階段均能產(chǎn)生ATP,故植入了NTUs的軟骨細(xì)胞中既能合成ATP又能合成［H］的具體場所

有類囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。

②根據(jù)題意可知，CM-NTUs是利用動物軟骨細(xì)胞膜（CM）將葉綠體的類囊體包裹形成的，不含葉綠體基

質(zhì)，因此不能進行光合作用的暗反應(yīng)合成葡萄糖，故患病小鼠相關(guān)癥狀好轉(zhuǎn)的原因是NTUs為軟骨細(xì)胞直

接提供了豐富的葡萄糖等光合產(chǎn)物這一觀點是不正確的。

（3）暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供NADPH、ATP,且暗反應(yīng)的原料是CCh,故若要實現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，

需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有NADPH、ATP和C02。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強度，產(chǎn)量也不再增加，說明限制因

素不是光照強度，可能是二氧化碳的濃度和溫度等因素，因此若要增產(chǎn)，可增加二氧化碳的濃度和適當(dāng)提

高環(huán)境溫度。

6.（2022秋?遼寧沈陽?高三東北育才學(xué)校校考階段練習(xí)）氣孔限制指由于氣孔導(dǎo)度的限制導(dǎo)致胞間CO2濃度

不能滿足光合作用的需求，非氣孔限制指由于葉綠體活性降低等原因引起光合作用能力降低。為研究晝夜

溫差通過哪種方式影響番茄幼苗光合速率，科研人員利用人工氣候箱進行實驗，晝夜平均溫度一致，上午

10點測定各指標(biāo)，實驗結(jié)果見下表（注：氣孔導(dǎo)度表示氣孔張開的程度）?；卮鹆袉栴}：

組總?cè)~綠素含量氣孔導(dǎo)度胞間CO2濃度釋放氧氣速率

晝夜溫差（℃）

別（gg-cm-2）(|imobm_2-s-1)(gmolm_2-s-1)（|imol-m2-s-1）

110(20℃/20℃)27.90144.3260.06.31

226(23℃/17℃)29.96166.6231.611.49

312(26℃/14℃)32.01186.9193.814.30

（1）實驗過程中測得的氧氣釋放速率（填“大于”或“小于”）葉綠體產(chǎn)生氧氣速率。

（2）在夏季晴朗白天的中午，大田種植的番茄常常出現(xiàn)的“光合午休”現(xiàn)象與氣孔限制有關(guān)。從這個角度分析，

發(fā)生“光合午休”現(xiàn)象的原因是o

（3）欲測定總?cè)~綠素含量，可用試劑對其進行提取。據(jù)表分析，與組1相比，組2和組3增

加，氣孔內(nèi)外CCh交換增強，胞間CO2濃度不升反降，說明加大晝夜溫差主要是降低了（填“氣孔”

或“非氣孔”）限制，增強了葉片光合能力。

（4）為增加番茄幼苗有機物積累量，應(yīng)適當(dāng)________（填“增大”或“減小”）晝夜溫差。

【答案】（1）小于

（2）此時溫度很高，導(dǎo)致氣孔大量關(guān)閉，CCh無法進入葉片組織，致使光合作用（暗反應(yīng)）受到限制

（3）無水乙醇/95%酒精加無水碳酸鈉總?cè)~綠素含量與氣孔導(dǎo)度非氣孔

（4）增大

【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段：1、光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進行的。葉綠體中光合色

素吸收的光能將水分解為氧和H+,氧直接以氧分子的形式釋放出去，H+與氧化型輔酶H（NADP+）結(jié)合,

形成還原型輔酶II（NADPH）o還原型輔酶H作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)，同時也儲

存部分能量供暗反應(yīng)階段利用；在有關(guān)酶的催化作用下，提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。2、暗反

應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行，在特定酶的作用下，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合，形成兩個三碳化合物。在有關(guān)

酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。一些接受能量并被

還原的三碳化合物，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖類；另一些接受能量并被還原的三碳化合物，

經(jīng)過一系列變化，又形成五碳化合物。

【詳解】（1）葉綠體產(chǎn)生的氧氣，一部分用于呼吸作用，多余的氧氣被釋放出去，故氧氣釋放速率小于葉

綠體產(chǎn)生氧氣速率。

（2）在晴朗的中午番茄會出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象是由于中午溫度過高、蒸騰作用過強，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，細(xì)胞

吸收空氣中的二氧化碳減少，從而影響光合作用的暗反應(yīng)階段，導(dǎo)致光合作用速率降低。

（3）光合色素能溶解在丙酮或乙醇等有機溶劑中，所以可用無水乙醇提取色素。據(jù)表分析，與組1相比,

組2和組3總?cè)~綠素含量增加，氣孔導(dǎo)度也增加，氣孔內(nèi)外CO2交換增強，但胞間CCh濃度不升反降，說

明葉片光合能力的增強與氣孔導(dǎo)度（氣孔限制）無關(guān)，而是因為降低了非氣孔限制，增強了葉片光合能力。

（4）釋放氧氣速率表示凈光合速率，凈光合速率越大有機物積累量越大，由表格數(shù)據(jù)可知，晝夜溫差越

大，釋放氧氣速率越大，有機物積累量越大。

7.（2023春?陜西榆林?高二校聯(lián)考期末）黃精的根狀莖為常用中藥，具有提高免疫力、降低血糖和血脂、抗

腫瘤、消炎等功效，被收錄于《中國藥典》（2020年版）。研究表明，黃精怕強光直射，為探究遮陰對泰山

黃精光合作用的影響，某研究團隊設(shè)置了5個不同程度的遮陰處理：R1（不遮陰全光照，CK）、R2（遮陰

20%）、R3（遮陰40%）、R4（遮陰60%）、R5程度（遮陰80%）,在黃精植株盛花期對不同處理進行光合作

用參數(shù)的測定和分析，結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

.G

S140

.120

7.100

U80

二

。60

540

=.20

觸

M昨

rR1R2

(1)與黃精葉肉細(xì)胞凈光合作用速率大小直接相關(guān)的細(xì)胞器是?？栁难h(huán)進行的場所

是,該過程需要光反應(yīng)提供的物質(zhì)是O

(2)據(jù)圖分析，程度的遮陰處理條件下，黃精植株的凈光合速率相對最大，該條件下，黃精植株進行光

合作用所固定的CO2來源于。若為黃精葉片提供H218O,塊根中的淀粉會含180,寫出元素轉(zhuǎn)移的路徑：

(用相關(guān)物質(zhì)及箭頭表示)。

(3)在黃精的栽培中人們總結(jié)出“根深葉茂”和“育秧先育根”的寶貴經(jīng)驗，黃精植株地上部分長得好，必須要根

生長得好，對此作出合理的解釋是：o

【答案】(1)葉綠體和線粒體葉綠體基質(zhì)NADPH、ATP

(2)R3(40%)呼吸釋放(或有氧呼吸)的CO2和從外界吸收的CO2

181818

H2ofCO2fc3fC6H12O6一淀粉

(3)地上部分生長所需要的水分和礦質(zhì)元素(無機鹽)主要由根系提供

【分析】1、溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當(dāng)溫度低于最適溫

度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱。

2、二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強。當(dāng)二氧

化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

3、光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當(dāng)光照強度增加

到一定的值，光合作用強度不再增強。

【詳解】(1)凈光合作用速率=總光合速率-呼吸速率，光合作用發(fā)生在葉綠體中，有氧呼吸主要發(fā)生在線粒

體中，所以與黃精葉肉細(xì)胞凈光合作用速率大小直接相關(guān)的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體?？栁难h(huán)即暗反

應(yīng)過程，進行的場所是葉綠體基質(zhì)，該過程需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH。

(2)分析題圖可知，R3程度的遮陰處理條件下，黃精植株的凈光合速率相對最大，R3條件下，黃精植株

進行光合作用所固定的CO2主要來源于葉肉細(xì)胞呼吸(或有氧呼吸)釋放的二氧化碳，以及外界空氣提供

的CO2。若為黃精葉片提供H2I8O,水會參與呼吸作用的第二階段生成二氧化碳，二氧化碳可繼續(xù)參與暗反

應(yīng)過程，生成C3,C3繼續(xù)參與卡爾文循環(huán)過程生成C5和淀粉，即轉(zhuǎn)移途徑是Hz"。—CO2-C3—C6Hl2。6—

淀粉。

（3）地上部分生長所需要的水分和礦質(zhì)元素（無機鹽）主要由根系提供，故黃精植株地上部分長得好，必

須根生長得好。

真題感悟

l1力

1.（2023?湖北?統(tǒng)考高考真題）植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSI和PSII光復(fù)合體，PSII光復(fù)合

體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，psn光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCII,通過與PSII結(jié)合

或分離來增強或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCH與PSII的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘

述錯誤的是（）

類囊體膜’

―卜HCljpsn］卜HCU

A.葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSIII光復(fù)合體對光能的捕獲增強

B.Mg?+含量減少會導(dǎo)致PSII光復(fù)合體對光能的捕獲減弱

C.弱光下LHCII與PSH結(jié)合，不利于對光能的捕獲

D.PSII光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和02

【答案】C

【分析】由題干信息可知，強光下LHC蛋白激酶的催化LHCH與PSII的分離，弱光下LHCII與PSII結(jié)合，

來改變對光能的捕獲強度。

【詳解】A、葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，LHCII與PSH分離減少，PSIII光復(fù)合體對光能的捕獲

增強，A正確；

B、Mg2+是葉綠素的組成成分，其含量減少會導(dǎo)致PSII光復(fù)合體上的葉綠素含量減少，導(dǎo)致對光能的捕獲

減弱，B正確；

C、弱光下LHCII與PSII結(jié)合，增強對光能的捕獲，C錯誤；

D、PSH光復(fù)合體能吸收光能，并分解水，水的光解產(chǎn)生H+、電子和02,D正確。

故選C。

2.（2021.重慶?高考真題）類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是（）

暗反應(yīng)

色素合成

核酸代謝

類囊體腔儒H-）

A.水光解產(chǎn)生的02若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜

B.NADP+與電子（e-）和質(zhì)子（H+）結(jié)合形成NADPH

C.產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)

D.電子（eJ的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)

【答案】A

【分析】光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生［H］與氧氣，以及ATP的形

成。光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳

化合物在光反應(yīng)提供的ATP和［H］的作用下還原生成糖類有機物。

【詳解】A、水光解產(chǎn)生的02場所是葉綠體的類囊體膜的內(nèi)側(cè)，若被有氧呼吸利用，而氧氣在線粒體內(nèi)膜

上被利用，氧氣從葉綠體類囊體膜開始，再穿過葉綠體2層膜，然后進入同一細(xì)胞中的線粒體，穿過線粒

體的兩層膜，所以至少要穿過5層膜，A錯誤；

B、光反應(yīng)中NADP+與電子（e-）和質(zhì)子（H+）結(jié)合形成NADPH,然后在暗反應(yīng)過程中被消耗，B正確；

C、由圖可知，產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)以及核酸代謝，色素合成等其他消耗能量的反應(yīng)，C正確；

D、電子（e-）在類囊體薄膜上的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，D正確。

故選Ao

3.（2023?海南?高考真題）海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一、由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間

不足導(dǎo)致其不能正常開花，在生產(chǎn)實踐中需要夜間補光，使火龍果提前開花，提早上市。某團隊研究了同

一光照強度下，不同補光光源和補光時間對火龍果成花的影響，結(jié)果如圖。

補光時間（小時/天）

回答下列問題。

（1）光合作用時，火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是—；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4

條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第一條。

（2）本次實驗結(jié)果表明，三種補光光源中最佳的是—，該光源的最佳補光時間是一小時/天，判斷該光源

是最佳補光光源的依據(jù)是—o

（3）現(xiàn)有可促進火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強度的白色光源，設(shè)計實驗方案探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果

產(chǎn)量的最適光照強度（簡要寫出實驗思路）?！?/p>

【答案】（1）葉綠素（或葉綠素a和葉綠素b）一和二

（2）紅光+藍光6不同的補光時間條件下，紅光+藍光光源組平均花朵數(shù)均最多

（3）將生長狀況相同的火龍果分三組，分別用三種不同光照強度的白色光源對火龍果進行夜間補光6小時，

其他條件相同且適宜，一段時間后觀察記錄每組平均花朵數(shù)

【分析】1、光合色素的提取和分離實驗中，用紙層析法分離葉綠體色素的原理為，不同的色素在層析液中

的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，分離后獲得4條色素帶，由下到上分

別為葉綠素b（黃綠色）、葉綠素a（藍綠色）、葉黃素（黃色）、胡蘿卜素（橙黃色），其中葉綠素a和葉綠

素b統(tǒng)稱為葉綠素，主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素統(tǒng)稱為類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。

2、分析題圖，補光時間為6小時/天，且紅光+藍光組平均花朵數(shù)最多，即在此條件下最有利于火龍果成花。

【詳解】（1）火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是葉綠素a和葉綠素b,二者統(tǒng)稱為葉綠素。用

紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的

色素帶位于第一條和第二條。

（2）根據(jù)實驗結(jié)果，三種補光光源中最佳的是紅光+藍光，因為在不同補光時間條件下，紅光+藍光組平均

花朵數(shù)都最多，該光源的補光時間是6小時/天時，平均花朵數(shù)最多，所以最佳補光時間是6小時/天。

（3）本實驗要求對三種不同光照強度的白色光源，探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強度,

所以將生長狀況相同的火龍果分三組，分別用三種不同光照強度的白色光源對火龍果進行夜間補光6小時，

其他條件相同且適宜，一段時間后觀察記錄每組平均花朵數(shù)。

4.（2023?浙江