2024年高考生物真题分类解析与考试要点总结(近10年) 光合作用与能量转化

专题六光合作用与能量转化

考情概览

2013〜2017

2018年2019年2020年2021年2022年合计

年

考点全地全地全地全地全地全地全地

国方国方国方国方国方国方国方

卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷

19.绿叶中色素

190001020200114

的提取和分离

20.光合作用的

490111030510619

原理

21.影响光合作

用的因素及其应3142210140700727

用

22.光合作用和

细胞呼吸的综合691202100510918

考查

a）命题热度本专题相对其他各专题考查很火（

鼾年中地方卷出现过78道题,全国卷出现过23道题，总计出现过101道题，平均每年会

出现810道,不可谓不火!相对于知识的内容和密度而言,本专题高考命题的高频点是

命题分析与备考“影响光合作用的因素及其应用”。

建议（2）考查方向一是考查光合作用的过程及实际生产应用，二是考查光合作用与细胞呼吸

过程中的物质转变及相互关系。

⑶考情前瞻一是以图表、曲线形式考直环境因素对光合作用的影响，二是分析环境因

素对光合作用影响的原理,考查提高植物光合作月强度的有效措施。

-H_______________________考点绿叶中色素的提取和分离

1.（2021.天津,6,4分，难度★★）孟德尔说:“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料

对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（C）

A.用洋葱鳞片叶外表皮观察细胞的质壁分离和复原现象

B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂

C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素

D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA

画本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验、观察质壁分离及复原实验.洋葱

鳞片叶外表皮细胞的液泡为紫色，便于观察细胞的质壁分离和复原现象,A项正确;洋

葱根尖分生区细胞分裂旺盛，可以用来观察细胞有丝分裂/项正确;洋葱鳞片叶不含

叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素,C项错误;洋葱鳞片叶细胞有细胞核且

颜色浅，可以用来粗提取DNAJ）项正确。

2.（2021.河北,3,2分，难度★★）关于生物学实验的叙述，错误的是（B）

A.NaOH与CuSOi配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同

B.染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色

C.纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液

D.利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度

®本题解题的切入点是教材中的实验。检测还原糖时NaOH和CuSOi混合后形成

Cu（OH）2Al（0H）?被还原糖还原成砖红色的Cu。检测蛋白质时冼加入NaOH营造碱性

环境,C/可以与肽键反应生成紫色物质,A项正确;染色质中的DNA与蛋白质结合在一

起，不容易被甲基绿着色,B项错误;层析液是由石油酸、丙酮、苯混合而成的，C项正

确;调查土壤中小动物类群的丰富度，用取样器取样法,D项正确。

3.（2020.江苏,6,2分，难度支）采用新鲜菠菜叶片开展••叶绿体色素的提取和分离',实验,

下列叙述错误的是⑻

A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂

B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏

C.研磨时添加石英砂有助于色素提取

D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散

H本题考查教材上的叶绿体中色素的提取和分离实验等内容。色素易溶于有机

溶剂,故可用无水乙醇作为溶剂来提取,A项正确。研磨时加入CaCO、而非CaO,B项错

误。研磨时加入石英砂，有助于研磨更加充分,有助于色素的提取,C项正确。为了得

到整齐的色素带,滤液细线应尽量细、齐1）项正确。

4.（2017.天津,5,6分，难度★★）叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苗为

水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是（D）

A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素

B.用水做层析液观察花青甘的色素带

C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水

D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目

H月季成熟的叶片不能进行分裂，故无法观察到染色体的形态和数目,【）项符合题

5.（2016.江苏,17,2分，难度外下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的

是⑻

A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO“防止酸破坏叶绿素

B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素

C.为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好

D.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失

®应在研磨叶片时加入CaCO：“防止破坏叶绿素,A项错误;菜叶剪碎不够充分，不利

于研磨，光合色素释放不充分但仍可提取到部分色素,B项正确;乙醇会挥发，故研磨时

应加入多于10mL的乙醇£项错误;叶绿素条带不会随层析液挥发消失,D项错误。

6.（2015.江苏,21,3分，难度★★）（多选）为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某

同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油酸进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（【、II、

山、IV为色素条带）。下列叙述正确的是（ABC）

A.强光照导致了该植物叶绿素含量B翱氐

B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照

C.色素III、IV吸收光谱的吸收峰波长不同

D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次

丽提取叶绿体中的色素后，画滤液线时，滤液在点样线上应多画几次，以利于积累

较多的色素，实验效果明显,D项错误。

7.（2013.全国2,2,6分难度★）下列关于叶绿素的叙述，错误的是（D）

A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素

B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用

C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

丽叶绿素a和叶绿素b都是叶绿素，镁是组成叶绿素的必需元素,A项正确;叶绿素

吸收的光都可用于光合作用,B项正确;叶绿素a和叶绿素b都主要吸收红光和蓝紫

光，但吸收的峰值不完全相同,C项正确;植物叶片呈现绿色是由于绿叶中的色素主要

吸收红光和蓝紫光,对绿光基本不吸收造成的,D项错误。

8.（2020.浙江27,7分滩度★★）以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:

⑴欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量

浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生

现象来判断。

⑵取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的

乙组相比，甲组的提取液会偏色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中

的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的

不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计

算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的。

⑶在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染

色后,有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处

于有丝分裂期细胞的染色体,原因是—

⑴质壁分离（2）黄移动速率吸收光谱（3）轻压盖玻片中中期的染色

体缩短到最小的程度，最便于观察和研究

®本题考查教材上的重点实验。⑴质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层（细胞

膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质成分）分开。判断细胞死活的方法有:质壁分离实

验,染色剂染色排除法。对于植物细胞，通常应用质壁分离实验来判断。（2）绿叶中色

素的提取过程中需要加入碳酸钙,以防止叶绿素被破坏，而类胡萝卜素的颜色偏黄

色。色素的分离的依据是不同色素在层析液中的溶解度不同而在滤纸条上的移动速

率不同，进而能够分层。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为:胡萝卜

素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。以某种物质对

不同波长光的吸收率为纵坐标,以波长为横坐标作图，所得的曲线，就是该物质的吸收

光谱。色素对不同波长光的吸收率，称作色素的吸收光谱。（3）利用洋葱根尖制作临

时装片观察细胞有丝分裂时，最后按压盖玻片有利于细胞分散开来，便于观察。因为

处于中期的染色体缩短到最小程度，最便于观察和研究，所以制作染色体组型图时，应

选择处于有丝分裂中期的细胞。

9.（2019.浙江,30,7分，难度★★）回答与光合作用有关的问题。

⑴在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1蜿。2的溶液

培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的

含量会。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是_。

若停止C0/共应,短期内小球藻细胞中RuBP的含量会。研究发现

Rubisco酶是光合作用过程中的关健酶,它催化C0?被固定的反应，可知该酶存在于叶

绿体中。

⑵在“光合色素的提取与分离”活动中才是取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸

条臼上而下两条带中的色素合称为。分析叶绿素a的吸收光

谱可知，其主要吸收可见光中的光。环境条件会影响叶绿素

的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与_________抑制叶绿素的合成有关。

等⑴增加ATP和NADPH增加基质

⑵类胡萝卜素蓝紫光和红低温

薪⑴从正常光照改成绿光后，光反应阶段减弱，消耗3-磷酸甘油酸减少，故3-磷酸

甘油酸含量增加。光反应的产物ATP和NADPH中含有大量能量，供碳反应利用。若

停止C0?供应，发生在叶绿体基质中的碳反应减弱,RuBP消耗减少，故其含量会增加。

⑵在“光合色素的提取和分离“实验中，四种色素由于在层析液中的溶解度不同，而沿

滤纸条扩散的速度不同由上而下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,胡

萝卜素和叶黄素合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。由题意知，

秋天叶片变黄，说明低温抑制了叶绿素的合成。

2一■_______________________________考点光合作用的原理

1.（2021.湖南,7,2分，难度★★）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量

和物质转化过程。下列叙述错误的是（A）

A.弱光条件下植物没有0：的释放，说明未进行光合作用

B.在暗反应阶段,C0二不能直接被还原

C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降

D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度

画此题考查光合作用的过程分析。弱光条件下，若植物叶肉细胞的光合作用小于

呼吸作用,也没有0.的释放,A项错误;在暗反应阶段£0,需要先固定形成三碳化合物

后才能被还原,B项正确;在禾谷类作物开花期，植物光合作用合成有机物供应花穗，若

剪掉部分花穗，则会导致叶片的光合速率会暂时下降,C项正确;合理密植可提高光照

强度和二氧化碳浓度从而提高光合作用强度，增施有机肥能提高二氧化碳浓度从而

提高农作物的光合作用强度,D项正确。

2.（2021.广东」2,2分，难度★★★）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化

8固定形成G的酶被称为Rubisco,下列叙述正确的是（D）

A.Rubisco存在于细胞质基质中

B.激活Rubisc。需要黑暗条件

C.Rubisco催化CO,固定需要ATP

D.Rubisco催化和CO?结合

蓟本题考查光合作用暗反应阶段中C0,的固定发生的场所及条件。co二的固定发

生于暗反应阶段,场所是叶绿体基质,A项错误。C02的固定过程在有光和无光条件下

都能进行，但Rubisco需要光激活,B项错误。CO?的固定过程需要酶的参与，不需要消

耗ATKC项错误。由题干信息可知催化C0,固定形成C的酶是Rubiscoj）项正确。

国识国展光合作用过程中光反应和暗反应的匕瞰

光反应暗反应

项目

场所叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质

光.博

八」ILO-fe^Oz+H,CO?+Cs—

物质光能一一「

变化ADP+Pi色素、・ATP2C：(ATI\NADPH

NADP'+H'TNADPH(CH20)+CS

能量光能-ATP中活跃

ATP中活跃的化学能一有机物中稳定的化学能

变化的化学能

3.（2020.天津,5,4分，难度★★）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质

一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反

应体系在光照条件下可实现连续的CO二固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列

分析正确的是。）

A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质

B.该反应体系不断消耗的物质仅是C02

C.类囊体产生的ATP和02参与C0?固定与还原

D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素

解析I此题考查光合作用过程中暗反应的物质变化和能量变化。C0：的固定和还原发

生在暗反应过程中，暗反应的场所是叶绿体基质,A项正确。暗反应过程消耗的物质

除了C0〃还有NADPH和ATP等物质,B项错误。光反应的场所是类囊体薄膜，光反应产

生的ATP可用于暗反应，光反应产生的氧气可以用于细胞有氧呼吸，多余的氧气释放

到空气中,C项错误。该反应体系中含有类囊体，因此该反应体系含有光合作用色素,D

项错误。

4.（2019.全国1,3,6分，难度★★）将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的

环境中，一段时间后植株达到40区其增加的质量来自于加

A.水、矿质元素和空气

B.光、矿质元素和水

C.水、矿质元素和土壤

【）.光、矿质元素和空气

丽黄瓜幼苗在光照等适宜的环境中由20g长到40g,是同化作用大于异化作用的

结果,增加的质量来自吸收的水、矿质元素以及通过光合作用将水和空气中的co?转

化成的有机物，故A项正确。

5.（2019.海南⑼2分，难度★★）下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（B）

A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能

B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a

c.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与

D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用

噩光合作用的暗反应阶段需要利用光反应阶段形成的NADPH和ATP,A项正确;胡

萝卜素不能吸收红光,B项错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有

ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C项正确;红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光

合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D项正确。

6.（2018.北京,3,6分，难度★）光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊

体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程

中（D）

A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化

C.不需要光合色素参与D.会产生氧气

丽光反应过程中有比0的光解，产生Oz和还原剂NADPH.氧化还原指示剂DCIP由

蓝色变为无色，说明DCIP被NADPH还原。光合色素吸收、传递、转化光能。

7.（2017.全国3,3,6分难度★★）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不

同波长光的反应（如。2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（A）

A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C.光合作用的作用光谱也可用C0?的吸收速率随光波长的变化来表示

D.叶片在640^660nm波长光下释放6是由叶绿素参与光合作用引起的

丽类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，基本不吸收红光,A项错

误。

8.（2017.海南10,2分，难度★）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放

出。下列相关说法正确的是（A）

A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气

B.若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生

C.若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生

D.水在叶绿体中分解产牛氧气需要ATP提供能量

函叶绿体是光合作用的场所，在自然光下，离体叶绿体能将水分解产生氧气,A项正

确;在光反应阶段，叶绿体色素可吸收利用红光和蓝紫光将水光解，并产生NADPH和

ATP,此阶段不需要ATP,B,C,D项错误。

9.（2016.全国2,4,6分，难度★）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（C）

A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中

B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收

C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的

H植物进行光合作用只能利用可见光，红外光和紫外光不属于可见光,c项错误。

10.（2016•全国3,2,6分滩度★）在前人进行的下列研究中,采用的核心技术相同（或相

似）的一组是（B）

①证明光合作用所释放的氧气来自于水

②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株

③用丁2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质

④用甲基绿和毗罗红对细胞染色，观察核酸的分布

A.①②B.①③C.②④D.③④

画①和③都采用了同位素示踪法;②是诱变育种，原理是基因突变,方法是用紫外

线等处理;④用到的是染色法，原理是甲基绿和叱罗红对DNA和RNA的亲和力不同，因

而可分别对DNA和RNA进行染色。

11.（2016海南,10,2分难度会）下列叙述错误的是（C）

A.温度和光照会影响C02的同化速率

B.光合作用中0二的产生发生在光反应阶段

C.光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应

D.土壤中的硝化细菌可利用C0,和IL0合成糖

画温度影响酶活性，光照影响光反应，二者均会影响暗反应中CO,的同化速率,A项

正确;光反应分解水，产生02,3项正确;光反应产生的ATP和NADPI1参与暗反应,C项错

误;硝化细胞属于自养型生物可以利用他和HQ合成糖类,D项正确。

12.（2016.北京,5,6分，难度★★★）在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株

H

供应"C02/48h后测定植株营养器官和生殖器官中C的量。两类器官各自所含"C

量占植株“C总量的比例如图所示。

生殖器富生殖器官

发育早期发育晚明

生殖器官

（花、果实、种子）

0+4

—商系新一〜

20（根、茎、叶）

口正常光照

口遮光70%

4

供应ta时植株所处的发育时期

与本实验相关的错误叙述是（C）

A.“CO,进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物

B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官

C.遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近

D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响

HCO,被转化为有机物发生在光合作用的暗反应阶段,豌豆植株暗反应发生的场所

是叶绿体基质,A项正确。庄题图可知，生殖器官发育早期，光合产物大部分分配到营

养器官,B项正确。由题图可知，遮光70%条件下，光合产物量在植株发育早期更多地

分配到营养器官,在植株发育后期更多地分配到生殖器官,C项错误。本实验通过正

常光照和遮光70%进行对照研究了光强对不同发育期植株中光合产物在生殖器官和

营养器官间分配的影响,D项正确。

13.（2016.天津,2,6分，难度★）在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段

时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生

变化的物质,组合正确的是（C）

A.红光,ATP下降

B.红光，未被还原的&上升

C.绿光,冏下降

D.绿光,（〕5上升

H突然改用光照强度与白光相同的红光后,光反应增强,ATP的生成速率上升，暗反

应中a的还原加快，未被还原的&下降，所以A、B两项错误。光合作用利用最少的

光是绿光，所以突然改用光照强度与白光相同的绿光照射，光反应减1寻产生的还原剂

NADPH下降,G的还原减慢C下降，所以C项正确、D项错误。

14.（2015.福建3,6分滩度★★）在光合作用中,RuBP竣化酶能催化（A+C/即

RUBP）-*2C3O为测定RuBP段化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化

C5与”8的反应并检测产物匕的放射性强度。下列分析错误的是（B）

A.菠菜叶肉细胞内RuBP竣化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质

B.RuBP竣化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行

C.测定RuBP竣化酶活性的过程中运用了同位素标记法

D.单位时间内C生成量越多说明RuBP竣化酶活性越高

蓟C02固定是光合作用暗反应中的过程发生于叶绿体基质,A项正确。COz+C—2a

在有光和无光的条件下都能进行,B项错误。用“C标记相应化合物测定RuBP竣化酶

活性的过程，运用了同位素标记法,C项正确。单位时间产物的生成量可表示酶活性

的大小」）项正确。

15.（2014.全国1,2,6分，难度★★）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速

将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（B）

A.的产生停止

B.C0,的固定加快

C.ATP/ADP比值下降

D.NADPH/NADP，比值下降

®正常生长的绿藻,照光培养一段时间后，用黑布罩上，即对绿藻停止光照。此时

光反应因无光而不能进行，水光解为0：和NADPH的过程停止，故A项能发生;ATP的合

成因无光照也会停止，但暗反应过程仍进行，由于G的还原消耗ATP和NADPH,故ATP

和NADPH含量降低，而ADP和NADP含量增加，因此ATP/ADP、NADPH/NADP的比值均下

降，所以C、D项都能发生;庄于ATP和NADPH的含量下降C的还原减慢,产生的G减

少£6的固定将减慢，因此B项不可能发生。

16.（2022.全国甲,29,9分滩度★★）根据光合作用中C02的固定方式不同，可将植物分

为&植物和。植物等类型。C植物的CO：补偿点比C，植物的低。眼补偿点通常是

指环境C0之浓度降｛氐导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO?浓度。回答下列问

题。

⑴不同植物（如C植物和G植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段

的产物是（答出3点即可）。

⑵正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是

（答出1点即可）。

⑶干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下C植物比&植物生长

得好。从两种植物C0?补偿点的角度分析，可能的原因是一

（l）ATP、凹和0z

⑵自身呼吸需要消耗有机物或建造植物体结构需要有机物（答出1点即可）

⑶干旱导致植物气孔开度减小，叶片吸收的co：减少;C植物的CO2补偿点比C，植物的

低C植物在较低co一浓度下就能合成满足自身生长所需的有机物（答案合理即可）

画本题主要考查光合作月的过程及C,植物和C,植物的区别。⑴光合作用的光反

应阶段发生的物质变化包括ATP的形成和水的光解，因此无反应阶段的产物有ATI\

[H]和0口⑵叶片的光合产物，一部分被自身呼吸消耗，一部分用来建造植物体结构，

一部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下，植物叶片的光合产物

不会全部运输到其他部位。⑶干旱条件下，植物叶片的大部分气孔会关闭，导致植物

从外界吸收的COJ咸少;因为&植物的⑩补偿点比C植物的低C植物能够利用较低

浓度的C0-所以在同等程度干旱条件下C植物比C」植物生长得好。

17.（2021.天津,15,10分难度★★）Rubisco是光合作用过程中催化C0：固定的酶。但

其也能催化。与C结合，形成C.和Q导致光合效率下降。C0?与0,竞争性结合

Rubisco的同一活性位点，因此提高CO,浓度可以提高光合效率。

⑴蓝细菌具有C02浓缩机制如下图所示。

注:竣化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散

据图分析,C0,依次以和方式通过细抱膜和光合片层膜。蓝细

菌的C0二浓缩机制可提高竣化体中Rubisco周围的C0,浓度从而通过促进

和抑制提高光合效率。

⑵向烟草内转入蓝细菌Rutisc。的编码基因和殁化体外壳蛋白的编码基因。若蓝

细菌竣化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草

细胞的中观察到竣化体。

⑶研究发现,转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HC03和CO,转运蛋白基因

并成功表达和发挥作用,理论上该转基因植株暗反应水平应，光反应水平

应一，从而提高光合速率。

⑴自由扩散主动运输ca固定a，与G结合

⑵叶绿体⑶提图提图

薪本题考查光合作用的相关知识.

(1)CO.进入细胞膜的方式为自由扩散，进入光合片层膜时需要膜上的co：转运蛋白协

助并消耗能量，为主动运输。蓝细菌通过co?浓缩机制使竣化体中Rubisco周围的

C02浓度升高,从而通过促进C02固定进行光合作用，同时抑制0二与配结合，进而抑制光

呼吸,最终提高光合效率。⑵若蓝细菌竣化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，暗

反应的场所为叶绿体基质,故能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的叶绿体中观察

到竣化体。⑶若转入HCO3和CO,转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上可以

增大竣化体中C0：的浓度，堤专基因植株暗反应水平提高，进而消耗更多的NADPH和

AT匕使光反应水平也随之提高，从而提高光合速率。

18.(2021.山东,21,8分，难度★★)光照条件下，叶肉细胞中(匕与C0竞争性结合RO?与

C5结合后经一系列反应释放C(X的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光

呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用

固定的CO?量表示,SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。

SoBS浓度

”■0100200300400500600

/(mg-I：1)

光合作用

强度/(CO?

,,18.920.920.718.717.616.515.7

Mmol-m--s

1)

光呼吸强

度(CO?LLL

6.46.25.85.55.24.84.3

umol-m'-s

,)

⑴光呼吸中G与0,结合的反应发生在叶绿体的中。正常进行光合作用的

水稻,突然停止光照，叶片C0:释放量先增加后降低,CO?释放量增加的原因

是_______________________。

⑵与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg-L1SoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO?量

相等时所需的光照强度（填'高或低'）,据表分析原因

是O

⑶光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增

加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在

mg•「之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。

⑴基质光照停止,产生的ATP、NADPH减少,暗反应消耗的C5减少与0,结合

增加,产生的C0?增多

⑵低喷施SoBS溶液后，光合作用固定的C0,增加,光呼吸释放的C0J咸少，即叶片的

C0?吸收量增加、释放量减少。此时,在更低的光照强度下两者即可相等

（3）100^300

®本题的切入点是光合作用的过程。⑴由于C5位于叶绿体基质中,可推测（%与C5

结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，叶片光反应停止，则光反应产生的

ATP、NADPH减少,暗反应消耗的或减少,C与G结合增加,产生的CO：增多。（2）叶片吸

收和放出C0,量相等时所需的光照强度即为光饱和点与对照相比，喷施100mg.L'

SoBS溶液后，光合作用固定的C0,增加,光呼吸释放的C0J咸少，若使二者相等,则需适

当降低光照强度，才能使叶片吸收和放出CO?量相等。⑶光呼吸会消耗有机物，但光

呼吸会释放C0〃补充光合作用的原料,适当抑制光呼吸可以增加作物产量，由表可知，

在SoBS溶液浓度为200mg.L।时，光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量

最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100^300之间再设置多个浓度梯度进

一步进行实验。

19.（2021.辽宁,22,13分难度★★）早期地球大气中的0,浓度很低倒了大约3.5亿年

前,大气中。浓度显著增加,C02浓度明显下降。现在大气中的C02浓度约为390

Umol.mo「,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸竣化酶/加氧酶

（Rubisc。）是一种催化CO,固定的酶，在低浓度C0?条件下，催化效率低。有些植物在进

化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度,

促进了C0?的固定。回答下列问题：

⑴真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下,CO被固定形成.，进而被还原

生成糖类,此过程发生在中。

⑵海水中的无机碳主要以C0?和KO?两种形式存在，水体中C0?浓度低、扩散速度慢,

有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程。图中HCO?浓度最高的场所是

（填“细胞外”“细胞质基质”或，叶绿体）可为图示过程提供ATP的生理过程

图1

⑶某些植物还有另一种CO,浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸熔醇式

丙酮酸竣化酶（PEPC）可将MO?转化为有机物，该有机物经过一系列的变化最终进入

相邻的维管束鞘细胞释放C%提高了Rubisco附近的CO2浓度。

PEP：破械煽招式内韵酸；OAA：草株乙*;Mal：革果做；Pyr：内制燧

图2

①由这种co二浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力（填“高于”“低

于“或'等于"）Rubiscoc

②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是。图中由Pyr转变

为PEP的过程属于（填“吸能反应''或"放能反应）

③若要通过实验验证某植物在上述C。，浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使

用技术。

⑷通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研

究思路合理的有（多选）。

A.改造植物的HCO3转运雷白基因，增强HCO3的运输能力

B.改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成

C.改造植物的Rubisco基因，增强CO,固定能力

D.将CO?浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物

馥⑴三碳化合物叶绿体基质（2）叶绿体

细胞呼吸和光合作用（3）①高于②NADPH和ATP吸能反应③同位素示踪

⑷AC

购本题考查光合作用的过程。（1）在光合作用的暗反应中£0?被固定形成三碳化

合物，进而被还原生成糖类和G,此过程发生在叶绿体基质中。⑵HCO3运输需要消耗

ATP,说明HCO3的运输是主动运输，主动运输一般是逆浓度梯度运输，由此推断图中

HCO3浓度最高的场所是叶绿体。该过程中ATP在细胞质中由细胞呼吸提供，叶绿体

中的ATP由光合作用提供。

⑶①PEPC参与催化HCO3+PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。②

图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH,图中由Pyr转变为

PEP的过程需要消耗ATP,说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。③若要

通过实验验证某植物在上述C0,浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用同位

素示踪技术。⑷改造植物的HCO3转运蛋白基因，增强HC0的运输能力，可以提高植

物光合作用的效率,A项正确;改造植物的PEPC基因由卬制OAA的合成，不利于最终二

氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的效率,B项错误;改造植物的Rubisco基因，增

强CO,固定能力，可以提高植物光合作用的效率,C项正确;将CO?浓缩机制相关基因转

入不具备此机制的植物，不一定提高植物光合作用的效率,1）项错误。

20.（2020.山东,21,9分难度★★★）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类相关

装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内

糖类的合成过程相同。

⑴该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是膜

块3中的甲可与CO?结合，甲为o

⑵若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将（填嘴加”或

“减少）若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因

是•

⑶在与植物光合作用固定的CO,量相等的情况下,该系统糖类的积累量_______（填

“高于”“低于”或“等于”）植物原因

是。

⑷干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因

是o人工光合作用系统由于对环

境中水的依赖程度较彳氐，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

SS⑴模块1和模块2五碳化合物（或C）

⑵减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP不足

⑶高丁人工光合作用系统没有呼吸作用消带糖类（或植物呼吸作用消耗糖类）

⑷叶片气孔开放程度降低,CQ,的吸收量减少

函本题主要考查在人工光合作用系统中与细胞代谢相关的知识。

（1）分析图示可知才莫块I为将光能转化为电能的过程，模拟的是色素吸收光能的

过程，模块2模拟的是水分子氧化以产生氧分子和氢离子,并合成ATP的过程，因此两

个模块模拟的是光反应过程。模块3则模拟的是暗反应过程。（2）模块3模拟暗反

应过程，气泵泵入的是CO〃其中甲表示C”乙表示C”若正常运转过程中气泵突然停转,

则输入到暗反应系统中的C）浓度下降CO：固定减少，则C的含量会减少，若气泵停转

的时间较长，则暗反应过程为光反应提供的ADP、Pi和NADP不足，会导致模块2中的

能量转换效率下降。⑶在与植物光合作用固定的CO：量相等的情况下，该系统糖类

的积累量与植物的总光合作用量相等,由于该系统未模拟细胞呼吸，不会通过呼吸作

用消耗糖类，而植物会发生呼吸作用,因此该系统积累的糖类多于植物。⑷干旱条件

下,植物的光合作用速率降低的主要原因是干旱导致植物的蒸腾作用加强，植物为了

防止水分散失会关闭气孔，叶片气孔开放程度降低,C。,吸收量减少。

21.（2020.江苏,27,8分滩度★★★）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆

叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题。

⑴在叶绿体中，光合色素分布在上;在酶催化下直接参与C0,固定

的化学物质是和。

⑵上图所示的代谢途径中，催化固定CO,形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在

中,PGA还原成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在

_________________O

⑶根瘤菌固氮产生的NH,可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合

形成键。

⑷C值和N?的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自；根

瘤中合成ATP的能量主要源于的分解。

⑸蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质

的优点是—

⑴类囊体（薄）膜C5（2）叶绿体基质细胞质基质（3）肽（4）光能糖类

⑸非还原糖较稳定（或蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对小）

蓟本题考查绿色植物细胞代谢的相关知识。

⑴叶绿体是绿色植物细胞进行光合作用的场所，光合色素分布在叶绿体的类囊体（薄）

膜上,其功能是吸收光能;在酶催化下,光能使H2o裂解成氧和NADPHNADPH参与暗反

应中C02的固定，参与C02固定的化学物质还有（2）光合作用分为两个阶段,光反应

阶段和暗反应阶段，暗反应包括CO,的固定和C；的还原，暗反应的场所是叶绿体基质，

参与暗反应的酶在叶绿体基质中。由题图可知TP合成后运出叶绿体,在细胞质基质

中合成蔗糖很I」催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中。⑶氨基酸是合成蛋白质

的基本单位，氨基酸合成蛋白质时通过脱水缩合形成肽键。⑷叶绿体中的类囊体是

光反应的场所，色素捕获的光能用于水的光解和合成ATP；根瘤菌中合成ATP的能量

主要来源于糖类的分解。⑸葡萄糖是还原糖,而蔗糖是二糖（非还原性糖），蔗糖的性

质较稳定。相同质量的蔗糖与葡萄糖相比，蔗糖对渗透压的影响相对较小。

2__■______________考点影响光合作用的因素及其

应用

1.（2021.北京,3,2分难度★★）将某种植物置于高温环境出「）下生长一定时间后，测定

HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图

不能得出的结论是（B）

A.两组植株的C0?吸收速率最大值接近

B.35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等

C.50°C时HT植株能积累有机物而CT植株不能

D.HT植株表现出对高温环境的适应性

H本题考查影响光合作月速率的环境因素。由题图可知,CT植株和IIT植株的C0,

吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmobcm飞',A项正确;由图可知35℃时两组植

株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时两组植株的真正（总）光合速率无法

比较,B项错误;509时IIT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的

净光合速率不大于零，说明不能积累有机物,C项正确;在较高的温度下HT植株的净光

合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育,体现了HT植株对高温环境适应性D项

正确。

2.（2021.辽宁,2,2分，难度★）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（B）

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CO,浓度

M本题考查影响光合作月速率的坏境因素。不同植物对光的波长和光照强度的

需求不同,可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度,A项正确;为保证植物的根

能够正常吸收水分,该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度,B

项错误;适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而

夜晚适当降温则可以抑制其细胞呼吸，使其少分解有机物，合期制昼夜温差有利于

提高作物产量,C项正确;适时通风可提高生产系统内的C0,浓度，进而提高光合作用

的速率,D项正确。

3.(2021.浙江23,2分，难度★★)渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示

图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇

对完整叶绿体ATP含量和放氧量的影响。C0。以HCO3形式提供,山梨醇为渗透压调节

剂,0.33mobL1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是(A)

130

0

)BO£

助

5O买

韩

4O80好

共

60超

三40

赞20

t-

00

0.150.210.270.33

山梨酹浓度(mol-L1)甲

70.33mol,L-n0.21

山梨醇ATP0.18

-rtO.I5

.165mol•L

山梨醉ATP0.12

-1

30.33mol-L0.09

山梨辱放氧

20.06

0.03

x1

0x-0.165mol•L'0

山梨醇放辄

-，照光1234567

时间(min)乙

A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大，光合速率大小相似

B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大

C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降

D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低

®本题解题的切入点是对坐标曲线图的正确分析。由图乙结果可知，在山梨醇浓

度为0.33moLL”和0.165mol时,完整叶绿体的ATP合成量基本相同，但放氧量差

别很大,A项错误,B项正确;低渗条件下，完整叶绿体的放氧量很低，光合速率下降，暗反

应卡尔文循环降低，C项正确;由图甲知，在低渗条件下,叶绿体破碎比例越高，放氧量越

低,D项正确。

4.（2021•福建,14,4分，难度★★）烟草是以叶片为产品的经济作物。当烟草长出足够

叶片时打顶（摘去顶部花蕾）是常规田间管理措施，但打顶后侧芽会萌动生长，消耗营

养，需要多次人工抹芽（摘除侧芽）以提高上部叶片的质量，该措施费时费力。可以采

取打顶后涂抹生长素的方法替代人工抹芽。科研人员探究打顶后涂抹生长素对烟草

上部叶片生长的影响，实验结果如下图所示。

下列分析中昔误的是(|>)

A.打顶后涂抹的生长素进入烟草后，可向下运输

B.打顶后的抹芽措施不利于营养物质向上部叶片转运

C.打顶涂抹生长素能建立人工顶端优势抑制侧芽萌发

D.打顶后涂抹生长素与不涂抹相比能增强上部叶片净光合速率

函本题考查影响光合作月速率的环境因素、生长素的作用。生长素的运输方向

是从形态学上端到形态学下端,生长素涂抹处为形态学上端，因此打顶后涂抹的生长

素进入烟草后，可向下运输,A项正确;打顶后的抹芽措施是为了提高上部叶片的质量,

因此该措施利于营养物质向上部叶片转运*项错误;打顶涂抹生长素能抑制侧芽萌

动,相当于建立人工顶端优势抑制侧芽萌发,C项正确;打顶后涂抹生长素与不涂抹相

比，能增强上部叶片净光合速率,D项正确。

5.（2020.浙江,25,2分，难度★★★）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同

蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位

时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（八）

A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率

B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体

的相比，光合速率偏大

C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中I

段对应的关系相似

D.若该植物处于开花期，人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中

4一6段对应的关系相似

®本题的切入点是光合速率。测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减

去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率,A项正确;破碎

叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏,导致消耗二氧化碳减少测得的光合速率与无破碎

叶绿体的相比，光合速率偏小,B项错误;若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光

反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少，项错误;若该植物处于开花期，人为摘

除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗

糖浓度与光合速率的关系与图中段对应的关系相似,D项错误。

6.(2018.江苏18,2分滩度★★★)右图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合

速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是(D)

A.横坐标是C0」浓度,甲表趣高温度，乙表示较低温度

B.横坐标是温度，甲表示较高OX浓度，乙表示较低C0,浓度

C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度

D.横坐标是光照强度，甲表示较高C0,浓度，乙表示较低C0：浓度

H一定范围内净光合速落随CO,浓度增大而增大，达到一定程度时不再随之变化，

温度通过影响酶活性来影响光合作用，一定范围内随温度升高而增大,超过最适温度

时随温度升高而下降，甲和乙的温度不能判断,A项错误;一定范围内净光合速率随温

度升高而增大，超过最适温度时随温度升高而下降，横坐标不能表示温度,B项错误;色

素主要吸收红光和蓝紫光，横坐标不能表示光波长,C项错误;在一定范