2026高考生物学一轮同步基础练：光合作用原理（含解析）

课时规范练15光合作用原理

（选择题每小题3分）

必备知识基础练

考点一光合作用的原理和过程

1.（2024.福建泉州模拟）欲证明离体的叶绿体可以合成ATP,并与水的光解相伴随。在有光

照提供出知。、ADP、Pi的条件下，还需要提供的实验条件是（）

A.有NADPH、无CO2

B.有NADP+、无CO2

C.有CO2、NADPH

D.有CO2、NADP+

2.（2024.辽宁朝阳期末）下图为光合作用过程示意图，其中A表示结构,①②③④表示有关物

质。下列说法错误的是（）

光年/②、/FT^CHZ。）

lcO2

H2^?NADPH

A.②③的产生发生在叶绿体基质中

B.CCh的固定是CO2与④在酶催化下结合的过程

C.（CH2O）中稳定的化学能来自ATP和NADPH

D.A结构中光合色素吸收的光能全部转换成ATP中的化学能

3.（2024.广州综合测试）羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。研究人员构建了一种非天

然的酶催化CO2固定新途径（CETCH循环），高效地将CO2转化为羟基乙酸,并利用该途径

研制出能合成羟基乙酸的人造叶绿体（如图）。下列分析错误的是（）

A.人造叶绿体内的水既作为多种物质的溶剂，还参与相关代谢

B.为了使人造叶绿体持续地运作，需要源源不断地输入光能

C.图中的CETCH循环需要NADP+、ADP和Pi作为直接原料

D.若人造叶绿体得到广泛应用，一定程度上可抵消碳排放的影响

4.（2024.山东烟台期末）绿色植物叶肉细胞内的PSBS是一种光保护蛋白，也是一种类囊体

膜蛋白，能感应类囊体腔内高H+浓度而被激活，激活的PSBS可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,以防止强光对叶肉细胞造成损伤。ATP合成的能

量直接来源于类囊体膜两侧的H+浓度差。下列说法错误的是（）

A.光照过强会导致叶肉细胞类囊体腔内pH下降

B.激活PSBS后，光合作用产生的有机物会减少

C.PSBS的活性受H+浓度、光照强度等因素的影响

D.PSBS功能的发挥有利于类囊体膜上ATP的合成

5.（2024.黄石高三期中）光系统I和光系统n都是由光合色素和蛋白质构成的复合体，其在

光反应中的机制如图所示。下列说法错误的是（）

高能电子

\H++NADP+

高能电子

NADPH

\

卡尔文循环

低能电子.D$+P鲤心低能电子

叶

绿素

\循环,类

、

卜

复

萝

胡

1/2O2+2H\素

体

)2e/祟叶绿素、类X合

H200・胡萝卜素复*

工合体日光

光系统u光系统

A.叶绿素和类胡萝卜素都能吸收红光和蓝紫光

B.水的光解发生在类囊体薄膜上,需要酶的参与

c.植物缺镁对光系统I和光系统n都有影响

D.光能先转变成电能再转变成ATP和NADPH中活跃的化学能

6.（2024.武汉高三联考）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

转移蛋白（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，则利于蔗糖的合成

D.农业生产上可以通过增加C02来提高作物中淀粉和蔗糖的含量

考点二环境条件改变与光合产物含量变化分析

7.（2024.湖北三模）卡尔文等科学家研究发现，当植物所处环境由光照转为黑暗时,RUBP（C5）

含量急剧下降,PGA（C3）含量迅速上升;当骤然降低CO2浓度时,PGA含量迅速下降，而

RuBP含量上升。下列叙述错误的是（）

A.CO2的固定过程在叶绿体的基质中进行

B.RuBP可以与CO2反应并消耗ATP

C.C3的还原阶段消耗NADPH并合成蔗糖或淀粉等有机物

D.叶绿体中RuBP含量不多，因为RuBP消耗后会再生

8.为研究光照与黑暗交替处理对花生叶片叶绿体中的ATP和ADP含量变化的影响。某研

究小组测定的实验结果如图所示。结合图中结果分析，下列叙述错误的是（）

L17

F6

o5

乳

高3

52

1

0

时间/min

A.光照0~5min,叶肉细胞中发生了ADP与ATP之间的相互转化

B.光照5~20min,叶绿体中的ATP含量基本稳定，说明ATP与ADP转化逐渐停止

C.黑暗20-30min,暗反应继续进行导致叶绿体中ATP和ADP的含量呈相反变化

D.光暗交替处理30min,光暗条件对叶绿体中ADP与ATP转化过程的影响较大

关键能力提升练

9.（2024.武汉高三期中）如图为真核细胞中两种传递电子并产生ATP的生物膜结构示意图。

据图分析，下列有关叙述正确的是（）

A.图甲为叶绿体内膜，图乙为线粒体内膜

B.两种膜产生ATP的能量直接来源均为H+的跨膜运输

C.自养需氧型生物的细胞中都既有图甲结构又有图乙结构

D.图甲中NADPH为电子最终受体,图乙中02为电子最终受体

10.（2024.湖南长沙模拟）当同时给予植物红光和远红光照射时，光合作用的效率大于分开

给光的效率,这一现象称为双光增益效应，如图1所示;出现这一现象的原因是光合作用过

程中存在两个串联的光系统，即光系统I和光系统II,其作用机理如图2所示。下列相关说

法正确的是()

远红关红光关红光、关

光开开远红

光开

图1

光光

图2

A.光系统I位于叶绿体类囊体薄膜上,光系统n位于叶绿体基质中

B.双光增益是通过提高单位时间内光合色素对光能的吸收量来实现的

c.光系统I和光系统n通过电子传递链串联起来，最终提高了光能的利用率

D.光系统I和光系统n产生的氧化剂都可以氧化水，从而生成氧气

11.（多选）（2024.山东滨州模拟）在番茄幼苗叶片上喷施不同浓度的海藻糖（一种非还原二糖）

溶液,探究其在高温环境下（40℃处理9天）对植物光合作用的影响，观测并统计叶绿素含量,

如表所示。下列叙述不正确的是（）

海藻糖溶液浓度

含量

0(CK)0.5%(T0.5)1.0%(T1.0)1.5%(T1.5)

叶绿素a0.780.821.02*1.01*

叶绿素b0.350.380.360.35

注:*表示数据在统计学水平上存在显著差异。

A.可用斐林试剂鉴定海藻糖，产生病红色沉淀

B.叶绿素a与叶绿素b是重要的光合色素，分布于叶绿体双层膜上

C.T1.0和T1.5处理组显著提高了番茄幼苗各光合色素的含量

D.番茄幼苗在高温环境下通过利用海藻糖提高了光合作用的能力

12.（12分）（2025•八省联考内蒙古卷）为提高温室反季种植番茄的产量，探究相同光照强度

下不同红光与蓝光的比例及光周期（24h中光/暗时长比例）对光合作用等生理过程的影响,

结果如下图。回答下列问题。

*、

如

*

<

M

S

落

属

籁

强

占

图1

图2

⑴光合色素吸收、传递光能，在类囊体薄膜上经过一系列转化和电子传递，将能量储存

在、中。这两种物质在（填场所）中发挥作用。

⑵实验发现1：0.8组的光合速率最高,结合图1结果和色素对光的吸收光谱，分析可能的

原因是和O

⑶在类囊体薄膜上，光合色素需要与相关蛋白质组成捕光色素蛋白复合体来行使功能。结

合图2分析，在适宜的光周期下，细胞中感受光周期的光敏色素吸收光后，将信

号传入，增加基因的表达，提高叶绿体对光的捕获能力。

⑷在北方某地，冬季日照时长约为10h。利用上述实验结果，给出对温室种植番茄进行补光

增产的关键措施:o

13.（13分）（2024.江苏南通三模）拟南芥在强光下产生电子过多，导致活性氧积累加快细胞

凋亡引发萎黄病。研究表明C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如

下图所示。光系统I和光系统H是完成光反应必需的，光反应过程中光合电子传递包括线

性电子传递和环式电子传递。请分析回答下列问题。

野生型

野生型

C37缺失突变体

注：一►线性电子传递环式电子传递•电子

0[2：78()10111213

⑴类囊体薄膜上光合色素与形成的复合体可吸收、传递、转化光能。强光下该反

应中的电子积累导致活性氧增加，此时C02供应不足还会引起植物发生损耗能量的

过程。

⑵在光照条件下,PSII吸收光能产生高能电子,PSH中部分叶绿素a失去电子转化为

（填“强还原剂”或“强氧化剂”）再从中夺取电子引起02释放。

⑶在（填“线性电子传递”或“环式电子传递”）中,电子经PSII>Cb6/f

和PSI最终与结合生成NADPH,同时产生ATP共同参与过程。

⑷研究表明，缺失C37蛋白的拟南芥，在强光下更容易得萎黄病。你认为C37蛋白在抵御

强光胁迫、避免细胞凋亡中的作用是。

⑸当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对psn复合体造成损伤。细胞可通过非光化

学淬灭（NPQ）减少多余光能对PSII的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:修复损伤的

PSII;参与NPQ的调节。科研人员以野生型拟南芥和H基因缺失突变体为材料进行了相

关实验，结果如下图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对

二者的PSn均造成了损伤。

现

fe矍

W

醺

o

d

z

环境

一致的

应在

实验

，两组

为

量

变

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的

验

实

该

①

行。

下进

条件

可能

原因

测其

析，推

图分

合上

型，结

野生

高于

强度

作用

光合

体的

突变

测得

②若

。

是

参考答案

课时规范练15光合作用原理

必备知识基础练

1.B解析光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行，此过程必须有光、光合色素、与光反

应阶段相关的酶,主要反应步骤:①水的光解，水在光下分解成氧气和NADPH(需要NADP+

等)，②ATP生成,ADP与Pi接受光能合成ATP,即该过程中除ATP外，还有NADPH的生成,

故需要向其中提供NADP+,但光反应过程不需要C02的参与，故无需提供CO2,B项符合题

局、O

2.D解析图中A为类囊体薄膜，在其上进行的反应过程为水的光解产生NADPH和02,

同时合成ATP,NADPH和ATP在叶绿体基质中参与暗反应，生成②NADP+和③ADP+Pi,A

项正确;CO2的固定是C02与④C5在酶催化下结合成两分子C3的过程,B项正确;光合作用

的光反应产生的ATP、NADPH均可以为C3的还原提供能量,转化为有机物(CH20)中稳定

的化学能,C项正确;在光反应中,叶绿素所吸收的光能全部转化为不稳定的化学能储存到

ATP和NADPH中,D项错误。

3.C解析人造叶绿体内的水可以作为多种物质的溶剂，同时水还参与光合作用的光反应

阶段,A项正确;为了使人造叶绿体持续地运作，需要源源不断地输入光能，保证光反应的持

续进行,B项正确;图中的CETCH循环需要利用NADPH、ATP作为直接原料,C项错误;

人造叶绿体可利用C02,故若其得到广泛应用，一定程度上可抵消碳排放的影响,D项正确。

4.D解析光照过强,类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活，说明光

照过强时叶肉细胞类囊体腔内pH下降,A项正确;激活PSBS后,使水的光解受到抑制，光反

应阶段生成的NADPH减少，引起暗反应阶段C3的还原减弱,导致光合作用产生的有机物

减少,B项正确;光照强度会影响光反应阶段水的光解等过程,H+是水的光解的产物,PSBS

能感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活，因此PSBS的活性受H+浓度、光照强度等因素

的影响,C项正确;ATP合成的能量直接来源于类囊体膜两侧的H+浓度差,PSBS功能的发挥

可最终将过量的光能转换成热能释放，以防止强光对叶肉细胞造成损伤，因此PSBS功能的

发挥不利于类囊体膜上ATP的合成,D项错误。

5.A解析叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A项错误。

6.B解析由题图可知，叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的,A项错误;若

磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则有利于淀粉的合成,C项错误油于

C02充足时,TPT活性降低，导致磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程受到影响，所以增加

C02能提高作物中淀粉的含量，但蔗糖的含量会下降,D项错误。

7.B解析C02的固定过程在叶绿体的基质中进行,A项正确;根据题干可以判断,RuBP是

C5,而PGA是C3,RuBP可以与C02反应但是不消耗ATP,B项错误;C3的还原阶段利用光反

应产生的NADPH和ATP合成蔗糖或淀粉等有机物,C项正确;在光合作用的卡尔文循环中,

当C02与RuBP结合后，经过一系列反应,RuBP被消耗，但同时,在一系列酶促反应下，会不

断地再生出新的RuBP,使其能持续参与C02的固定过程,D项正确。

8.B解析图中ATP和ADP含量变化曲线显示,在开始光照的0~5min内,ATP含量迅速

上升，而ADP含量迅速下降，依据二者之间的转化关系可知，叶绿体中发生了ADP+Pi+能量

旦ATP的转化过程,A项正确;在有光照的条件下，叶绿体内将持续进行光合作用的光反应

和暗反应过程，叶绿体类囊体膜捕获光能后利用ADP和Pi为原料持续合成ATP,合成的

ATP也会持续供给暗反应中C3的还原过程，曲线显示叶绿体中ATP含量基本稳定，说明

ATP与ADP的持续转化已维持在一定的速率下，而叶绿体中的ATP与ADP转化持续进行,

并未停止,B项错误;在黑暗20~30min内，叶绿体因无光照，光反应停止，无法持续合成ATP,

而暗反应在停止光照的短暂时间内继续进行，会继续消耗ATP,同时产生ADP,从而导致了

ATP和ADP的含量呈相反变化,C项正确;曲线显示在光暗交替处理30min内,ATP与ADP

含量变化较大，这说明光暗条件主要对叶绿体内ADP与ATP转化过程的影响较大,D项正

确。

关键能力提升练

9.B解析图甲中利用光能分解水，为光合作用的光反应阶段，所以图甲为叶绿体中的类

囊体薄膜，图乙中利用NADH生成水和ATP,应为有氧呼吸第三阶段,所以图乙为线粒体内

膜，自养需氧型生物，如硝化细菌为原核生物，不存在图甲结构和图乙结构,A、C两项错误；

由图可知，这两种膜结构上的ATP合成酶在合成ATP时,都需要利用膜两侧的H+跨膜运输,

即H+的梯度势能转移到ATP中,B项正确;图甲中的NADP+接受电子变成NADPH,NADP+

为电子最终受体,图乙中O2接受电子变成水,02为电子最终受体,D项错误。

10.C解析绿色植物进行光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，故两个光系统均位于类

囊体薄膜上,A项错误;单位时间内光合色素对光能的吸收量取决于光照强度、光合色素的

量等，由图可知,双光增益现象得益于PSH和PSI之间形成电子传递链，相互促进,最终提

高了光能的利用率,B项错误,C项正确油图可知，只有光系统n可以氧化水,D项错误。

11.ABC解析由题意可知，海藻糖是一种非还原二