專題6光合作用

五年高考

考點(diǎn)一光合作用的原理和應(yīng)用

1.（2021廣東，12,2分）在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化C0?固定形成G的酹被稱為

Rubiscoo下列敘述正確的是（）

A.Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

B.激活Rubisco需要黑暗條件

C.Eubisco催化CO2固定需要ATP

D.Rubisco催化C$和C0?結(jié)合

答案D

2.（2023全國(guó)乙,2,6分）植物葉片中的色素對(duì)植物的牛長(zhǎng)發(fā)育有重要作用.下列有關(guān)葉綠體中色素的敘

述，錯(cuò)誤的是（）

A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元索

B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上

C.用不同波長(zhǎng)的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰

D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高,隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越慢

答案D

3.（2022湖北，12,2分）某植物的2種黃葉突變體表現(xiàn)型相似,則定各類植株葉片的光合色素含量（單位:

Rg-屋），結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述正確的是（）

植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素

野生型12355194194.19

突變體1512753701.59

突變體2115203790.35

A.兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性

B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強(qiáng)

C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致

D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色

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答案D

4.（2022北京,2,2分）光合作用強(qiáng)度受環(huán)境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO?濃度的關(guān)

系如圖。據(jù)圖分析不能得出（）

4o

I(XX)nL-l.'CO.

3o

2o37pnL-L-'(：O,

1oZOOjiL-L-'CO,

O

10203040

葉片溫度“：）

A.低于最適溫度時(shí)，光合速率隨溫度升高而升高

B.在一定的范圍內(nèi)，C0?濃度升高可使光合作用最適溫度升高

C.C02濃度為200RL?I」時(shí),溫度對(duì)光合速率影響小

D.10℃條件下,光合速率隨C02濃度的升高會(huì)持續(xù)提高

答案D

5.（2022海南,3,3分）某小組為了探究適宜溫度下C0,對(duì)光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后,

分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO,溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時(shí)

長(zhǎng)，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是（）

3的

出

1&300

髀2(X1

100

3

2

_

孚

=_

NallCO,濃度(%)

A.本實(shí)驗(yàn)也溫度、NaHCO,濃度和光照都屬于自變量

B.葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率

C.四組實(shí)驗(yàn)中,0.5*aHCO.溶液中葉圓片光合速率最高

D.若在4℃條件下進(jìn)行本實(shí)驗(yàn),則各組葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)均會(huì)縮短

答案B

6.（2021湖南,7,2分）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程。下列敘述

錯(cuò)誤的是（）

A.弱光條件下植物沒有的釋放,說(shuō)明未進(jìn)行光合作用

B.在暗反應(yīng)階段,CO：。不能直接被還原

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C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗,葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降

D.合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度

答案A

7.（2021遼寧,2,2分）植物工廠是通過(guò)光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),常

采用無(wú)土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度

B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同

C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量

D.適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO?濃度

答案B

8.（2021重慶,6,2分）如圖為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(cuò)誤

的是（）

類囊體腔（高

A.水光解產(chǎn)生的0.,若被有氧呼吸利用，最少要穿過(guò)4層膜

B.NADP'與電f（e）和質(zhì)（H1）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（。）的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)

答案A

9.（2023廣東，18,13分）光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí)，水稻野生型（WT）

的產(chǎn)量和黃綠葉突變體（ygl）的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高,其相關(guān)生理特征

見表和圖1。（光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度;光補(bǔ)償點(diǎn):光合過(guò)程中吸收的CO,

與呼吸過(guò)程中釋放的CO?等量時(shí)的光照強(qiáng)度。）

水稻葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素/

材料(mg/g)(mg/g)葉綠素

WT4.080.630.15

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ygl1.730.470.27

■

735L

/I

二30

=A

-25L

?I

(20

oA

)15F

=1

u0A

m

5A

M0

理A

5L

O

<=柒

史

圖1

分析圖表，回答下列問(wèn)題：

(l)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和，葉片主要吸收可見光中的_

光。

(2)光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到200011mol?m2?s)時(shí),yg1的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不

再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得yg]酊(填“高于”“低于”或“等于”)。

ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和。

⑶與WT相比,ygl葉綠素含量低,高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速

率較高,表明該群體,是其高產(chǎn)的原因之一。

(4)試分析在0^50nmol-m*2-E范圍的低光照強(qiáng)度下,FT和ygl凈光合速率的變化,在圖2給出的坐標(biāo)

系中繪制凈光合速率趨勢(shì)曲線。在此基礎(chǔ)上,分析圖la和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度

條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個(gè)科學(xué)問(wèn)

題_____________________________________________________________

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01020304050

光照強(qiáng)度（|junol,m2,s-1）

圖2

答案（D類胡蘿卜素/叫綠素的值較高紅光和藍(lán)紫（2）高于呼吸速率較高（3）在強(qiáng)光下光能利

用率更高

0!020304050

（4）光照強(qiáng)度?m2?J）

為什么ygl在高光照強(qiáng)度下的光合速率比WT高,而在低光照強(qiáng)度下ygl的光合速率比WT低

10.（2022廣東，18,14分）研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后（圖a）,測(cè)定相關(guān)指標(biāo)（圖b）,

探究遮陰比例對(duì)植物的影響。

圖a

圖b

回答下列問(wèn)題：

（1）結(jié)果顯示,與A組相比,C組葉片葉綠素含量________,原因可能

是O

⑵比較圖b中B1與A組指標(biāo)的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù),推測(cè)B組的玉米植株可能會(huì)積累更多

的，因而生長(zhǎng)更快。

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（3）某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長(zhǎng)更快的研究結(jié)果:作出該條件可能會(huì)提高作物產(chǎn)量的推測(cè),

由比設(shè)計(jì)了初步實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究：

實(shí)驗(yàn)材料:選擇前期一致、生長(zhǎng)狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。

實(shí)驗(yàn)方法:按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株;其中以為對(duì)照，并保證

除外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測(cè)量各組玉米的籽粒重量。

結(jié)果統(tǒng)計(jì)：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。

分析討論:如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實(shí)驗(yàn)的思路

是O

答案（1）高（或多）遮陰條件下植物合成較多的葉綠素以適應(yīng)弱光環(huán)境（或促進(jìn)葉綠素相關(guān)基因的表

達(dá)）（2）有機(jī)物[或糖類、或（CH#）"]（3）培養(yǎng)條件A組和C組光照條件以其他作物為材料重復(fù)

上述實(shí)驗(yàn)（或探究提高玉米產(chǎn)量的最適遮陰比例）

11.（2023全國(guó)甲，29,10分）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮干緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照

光后有糖產(chǎn)生。回答下列問(wèn)題。

⑴葉片是分離制備葉綠體的常用材料,若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分離，可以

采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布在上，其中類胡蘿卜素主

要吸收（填“藍(lán)紫光”“紅光”或“綠光”）。

⑵將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后,加入緩沖液形成懸浮液,發(fā)現(xiàn)黑暗條件下該懸浮液中不能產(chǎn)生糖,原

因是______________________________________________________________________________________

（3）葉片進(jìn)行光合作用時(shí)，葉綠體中會(huì)產(chǎn)生淀粉。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明葉綠體中有淀粉存在,簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思

路和預(yù)期結(jié)果。

答案（1）差速離心法類囊體薄膜藍(lán)紫光

（2）黑暗條件下不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能生成ATP和NADPH,因此不能還原C,,不能生成糖類（3）實(shí)驗(yàn)思路:

將葉綠體用無(wú)水乙醉脫色,用適量碘液處理,觀察葉綠體的顏色變化。預(yù)期結(jié)果.葉綠體變藍(lán)色。

12.（2023海南，16,10分）海南是我國(guó)火龍果的主要種植區(qū)之一。由于火龍果是長(zhǎng)日照植物，冬季日照時(shí)

間不足導(dǎo)致其不能正常開花,在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開花，提早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了

同一光照強(qiáng)度下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時(shí)間對(duì)火龍果成花的影響,結(jié)果如圖。

第6頁(yè)共26頁(yè)

(

冬

)

郊

3出

式

斗

回答下列問(wèn)題。

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

素獲得的4條色索帶中，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

條。

（2）本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三種補(bǔ)光光源中最佳的是,該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間是小

時(shí)/'天,判斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是___________________________________________________

（3）現(xiàn)有可促進(jìn)火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度（簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路）。

答案（1）葉綠素1、2（2）紅光+藍(lán)光6在不同的補(bǔ)光時(shí)間內(nèi)，紅光+藍(lán)光的補(bǔ)光光源獲得的平均

花朵數(shù)均最多，有利于促進(jìn)火龍果的成花（3）將成花誘導(dǎo)完成后的火龍果植株（成花數(shù)目相同）隨機(jī)均

分成A、B、C三組，分別置于三種不同光照弓雖度的白色光源中照射相同且適宜的時(shí)間，一段時(shí)間后觀察

并記錄各組植株所結(jié)火龍果的產(chǎn)量，產(chǎn)量最高的則為最適光照強(qiáng)度。

13.（2023湖南，17,12分）如圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖?？栁难h(huán)的Rubisco酶對(duì)CO?

的，為450umol?LYK“越小,酶對(duì)底物的親和力越大），該酶既可催化RuBP與的2反應(yīng),進(jìn)行卡爾文循

環(huán),乂可催化RuBP與Oz反應(yīng),進(jìn)行光呼吸（綠色植物在光照下消耗Oz并釋放C0?的反應(yīng)）o該酶的酶促反

應(yīng)方向受CO,和0?相對(duì)濃度的影響。與水稻相比,玉米葉肉細(xì)胞緊密圍繞維管束鞘,其中葉肉細(xì)胞葉綠體

是水光解的主要場(chǎng)所，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體主要與ATP生成有關(guān)。玉米的喑反應(yīng)先在葉肉細(xì)胞中利用

PEPC酶（PEPC對(duì)C02的（為7Hirol?L）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與C0z反應(yīng)生成3,固定產(chǎn)物G轉(zhuǎn)

運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞后釋放CO%再進(jìn)行卡爾文循環(huán)。問(wèn)答下列問(wèn)題：

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（1）玉米的卡爾文循環(huán)中第一個(gè)光合還原產(chǎn)物是（填具體名稱），該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞

質(zhì)基質(zhì)合成（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)狡渌M織器

官。

（2）在干旱、高光照強(qiáng)度環(huán)境下,玉米的光合作用強(qiáng)度（填“高于”或“低于”）水稻。從光合

作用機(jī)制及其調(diào)控分析,原因是______________________________________________________________

_______________________________________________（答出三點(diǎn)即可）。

（3）某研究將藍(lán)細(xì)菌的CO?濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中C）濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響,

但在光飽和條件下水稻的光合作用強(qiáng)度無(wú)明顯變化,其原因可能是

（答出三點(diǎn)即可）。

答案（1）3-磷酸甘油醛蔗糖篩管（2）高于玉米的PEPC酶對(duì)C0?的親和力比Rubisc。酶要高，

能利用低濃度的8"水光解主要在葉肉細(xì)胞進(jìn)行,暗反應(yīng)在維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行,維管束鞘細(xì)胞中

C6,他較高,提高了光合作用效率;通過(guò)C,和3在葉肉和維管束鞘細(xì)胞之間的循環(huán)，將CO?轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束

鞘細(xì)胞濃縮,維管束鞘細(xì)胞中CO；濃度較高（3）NADPH和ATP的供應(yīng)限制、固定CO?的Rubisco前數(shù)量

有限、C5再生速率不足、有機(jī)物在葉綠體中積累較多

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14.（2023山東,21,10分）當(dāng)植物吸收的光能過(guò)多時(shí)，過(guò)剩的光能會(huì)對(duì)光反應(yīng)階段的PSH復(fù)合體（PSII）

造成損傷，使PSII活性降低,進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。細(xì)胞可通過(guò)非光化學(xué)淬滅（NPQ）將過(guò)剩的光能

耗散,減少多余光能對(duì)PSII的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個(gè)功能:①修復(fù)損傷的PSII;②參與NPQ

的調(diào)節(jié)。科研人員以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。實(shí)驗(yàn)

中強(qiáng)光照射時(shí)對(duì)野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對(duì)二者的PSII均造成了損傷。

一

暗

（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量為o該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量中，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因

素有（答出2個(gè)因素即可）。

⑵根據(jù)本實(shí)驗(yàn),（填“能”或“不能”）比較出強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PS1I活性強(qiáng)弱，

理由是。

⑶據(jù)圖分析，與野生型相比，強(qiáng)光照射下突變體中流向光合作用的能量（填“多”或“少”）。

若測(cè)得突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)推測(cè)，原因

是。

答案（1）有無(wú)光照、有無(wú)II基因或H蛋白溫度、CO?濃度、水（2）不能野生型PSII損傷大但能修

復(fù);突變體PSH損傷小但不能修復(fù)（3）少突變體\PQ高,PSH損傷小，雖無(wú)H蛋白修復(fù)但PSII活性高,

光反應(yīng)產(chǎn)物多

15.（2022湖北,21,13分）不同條件下植物的光合速率和光飽和點(diǎn)（在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增加,

光合速率增大，達(dá)到最大光合速率時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)）不同。研究證實(shí)高濃度臭氧。）對(duì)植物的

光合作用有影響。用某一高濃度6連續(xù)處理甲、乙兩種植物75天。在第55天、65天、75天分別測(cè)定

植物凈光合速率，結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。

?

一

。

導(dǎo)

科

第

<2

米

更

第9頁(yè)共26頁(yè)

二

三

二

1

m

好

翅

<:次

更

-

二*

三

二

1

3

、

>

陽(yáng)

<=興

更

。

實(shí)驗(yàn)組

線4:乙

組,曲

甲實(shí)驗(yàn)

線3:

組，曲

乙對(duì)照

線2:

組，曲

甲對(duì)照

線1:

【注】曲

:

問(wèn)題

下列

回答

(填

會(huì)

和點(diǎn)

光飽

物的

乙植

，甲、

?濃度

的CO

境中

加環(huán)

當(dāng)增

若適

期間，

0,處理

濃度

在高

1中，

(1)圖

”)。

增大

或“

變”

”“不

“減小

,表明

異較小

速率差

凈光合

照組的

組與對(duì)

的實(shí)驗(yàn)

2中甲

比，圖

圖3相

(2)與

植物

乙兩種

，甲、

5天后

理7

6處

論:①

兩個(gè)結(jié)

得到

分析可

圖3

(3)從