高三生物重点光合作用试题汇编

高三生物重点光合作用试题汇编光合作用作为高中生物的核心知识点，是高考生物学科的高频考点与难点。其知识体系涵盖光合色素、光反应与暗反应的物质能量变化、环境因素对光合速率的影响、光合实验探究等多个维度。本文通过汇编典型高考真题与模拟题，结合深度解析，帮助高三学生系统突破光合作用相关考点，提升解题能力。一、光合作用核心考点梳理（一）光合色素与光能捕获光合色素（叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素）的吸收光谱（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）、色素提取与分离实验的原理（提取：无水乙醇溶解色素；分离：层析液中溶解度差异）及异常结果分析（如滤纸条色素带缺失、宽窄变化的原因）。（二）光反应与暗反应的过程光反应：场所为类囊体薄膜，物质变化包括水的光解（产生[H]和O₂）、ATP的合成（ADP+Pi+能量→ATP）；能量变化为光能→ATP中活跃化学能。暗反应（卡尔文循环）：场所为叶绿体基质，物质变化包括CO₂的固定（CO₂+C₅→2C₃）、C₃的还原（需[H]、ATP，生成C₅和(CH₂O)）；能量变化为ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能。两阶段的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP⁺。（三）环境因素对光合速率的影响内因：光合色素含量、酶的数量与活性、C₅含量等。外因：光照强度（影响光反应）、CO₂浓度（影响暗反应）、温度（影响酶活性）、水和矿质元素（如Mg²⁺影响叶绿素合成）。光合速率曲线分析：如“光照强度-光合速率”曲线中，光补偿点（光合速率=呼吸速率）、光饱和点（光合速率不再随光照增强而升高）的移动规律（如CO₂浓度升高，光补偿点降低、光饱和点升高）。（四）光合实验探究光合速率的测定方法：如“半叶法”（测有机物积累）、“黑白瓶法”（测O₂释放或消耗）、“红外CO₂分析仪法”（测CO₂吸收）。实验设计的变量控制：自变量（如光照强度、CO₂浓度）、因变量（如O₂产生量、干重变化）、无关变量（如温度、叶片数量）的单一变量原则与平行重复原则。二、典型选择题汇编与解析例题1（光合色素与实验）某同学进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列操作与结果分析错误的是（）A.研磨时加入二氧化硅可使研磨更充分B.层析时滤液细线触及层析液会导致色素带消失C.若滤纸条上叶绿素a带较窄，可能是研磨时未加碳酸钙D.分离后滤纸条上最宽的色素带是叶绿素b解析：选项A：二氧化硅的作用是使研磨更充分，正确。选项B：滤液细线触及层析液会导致色素溶解在层析液中，无法在滤纸条上分离，色素带消失，正确。选项C：碳酸钙可防止叶绿素被破坏，未加碳酸钙会导致叶绿素分解，叶绿素a带变窄，正确。选项D：叶绿素a的含量最多，滤纸条上最宽的色素带应为叶绿素a，而非叶绿素b，错误。答案：D例题2（光反应与暗反应的联系）在光合作用中，光反应为暗反应提供的物质是（）A.O₂和ATPB.[H]和ATPC.CO₂和[H]D.O₂和[H]解析：光反应产生的[H]（NADPH）和ATP为暗反应中C₃的还原提供还原剂和能量，O₂是光反应的产物但不参与暗反应，CO₂是暗反应的原料（来自外界或细胞呼吸）。因此光反应为暗反应提供[H]和ATP。答案：B例题3（环境因素对光合速率的影响）将某植物置于密闭容器中，在不同光照强度下测定容器内CO₂浓度的变化，结果如图（横坐标为时间，纵坐标为CO₂浓度）。下列分析错误的是（）（注：图中曲线趋势为：光照弱时CO₂浓度上升，光照强时CO₂浓度下降，黑暗时CO₂浓度快速上升）A.光照强度为a时，植物只进行呼吸作用B.光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率C.光照强度为c时，光合速率大于呼吸速率D.光照强度为d时，容器内CO₂浓度下降速率减慢的原因是酶活性降低解析：选项A：光照强度为a时（黑暗），CO₂浓度快速上升，说明植物只进行呼吸作用，正确。选项B：光照强度为b时，CO₂浓度不变，说明光合速率=呼吸速率（光补偿点），正确。选项C：光照强度为c时，CO₂浓度下降，说明光合速率>呼吸速率，正确。选项D：光照强度为d时，CO₂浓度下降速率减慢，是因为密闭容器中CO₂浓度降低，暗反应原料不足，而非酶活性降低（温度不变，酶活性不变），错误。答案：D三、非选择题汇编与解析例题4（光合过程与影响因素分析）某研究小组用密闭玻璃容器探究不同环境因素对番茄幼苗光合作用的影响，实验结果如图（左图为光照强度对光合速率的影响，右图为温度对光合速率的影响，CO₂浓度为0.03%）。（1）左图中，光照强度为m时，番茄幼苗叶肉细胞产生ATP的场所是________；光照强度为n时，限制光合速率的主要环境因素是________。（2）右图中，温度为25℃时，番茄幼苗的实际光合速率为________（用CO₂吸收量或释放量表示）；若将CO₂浓度从0.03%提高到0.1%，则右图中30℃对应的光合速率点会向________移动。解析：（1）光照强度为m时，光合速率=呼吸速率（光补偿点），叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，故产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体、叶绿体。光照强度为n时，光合速率不再随光照增强而升高，且CO₂浓度为0.03%（较低），故限制因素为CO₂浓度（或“CO₂浓度和光照强度”，需结合曲线趋势判断）。（2）实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。右图中，温度25℃时，净光合速率（CO₂吸收量）为6，呼吸速率（黑暗下CO₂释放量）为2，故实际光合速率=6+2=8。提高CO₂浓度，光合速率会升高，故30℃对应的光合速率点（净光合速率）会向上移动。答案：（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体；CO₂浓度（或“CO₂浓度和光照强度”）（2）8；上（或“右上”）例题5（光合实验设计与分析）为探究光照强度对某水生植物光合速率的影响，某小组设计了如下实验：取若干生长状况一致的该植物，随机均分为5组，分别置于不同光照强度下（用LED灯控制），在密闭透明玻璃容器中培养，测定容器内O₂浓度的变化速率（单位：mg·L⁻¹·h⁻¹），结果如下表：光照强度（μmol·m⁻²·s⁻¹）0（黑暗）200400600800---------------------------------------------------------O₂浓度变化速率-2+2+6+8+8（1）黑暗条件下，容器内O₂浓度变化速率为-2，原因是________。（2）光照强度为400μmol·m⁻²·s⁻¹时，该植物的净光合速率为________mg·L⁻¹·h⁻¹，实际光合速率为________mg·L⁻¹·h⁻¹。（3）若将光照强度从800μmol·m⁻²·s⁻¹突然降至600μmol·m⁻²·s⁻¹，短时间内该植物叶肉细胞中C₃的含量会________（填“升高”“降低”或“不变”），原因是________。解析：（1）黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，消耗O₂，故O₂浓度变化速率为-2（呼吸速率为2mg·L⁻¹·h⁻¹）。（2）净光合速率=O₂释放速率（容器内O₂浓度变化速率），光照强度400时，净光合速率为+6；实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=6+2=8。（3）光照强度降低，光反应产生的[H]和ATP减少，C₃的还原速率减慢，而CO₂固定速率暂时不变，故C₃含量升高。答案：（1）植物只进行呼吸作用，消耗O₂（2）6；8（3）升高；光照强度降低，光反应产生的[H]和ATP减少，C₃的还原速率减慢，而CO₂固定速率基本不变，导致C₃积累四、解题策略总结（一）过程类试题：抓“物质变化”与“能量转化”分析光反应和暗反应的物质变化（如H₂O→O₂+[H]，CO₂→C₃→(CH₂O)）和能量转化（光能→ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能），明确两阶段的联系（[H]、ATP的供需）。（二）影响因素类试题：辨“内因”与“外因”外因分析：结合曲线（如“光照强度-光合速率”曲线），判断光补偿点、光饱和点的移动（如CO₂浓度升高，光补偿点左移、光饱和点右移）。内因分析：关注色素含量、酶活性（如缺Mg导致叶绿素合成减少，光合速率下降）。（三）实验类试题：控“变量”与“逻辑”变量控制：明确自变量（如光照强度）、因变量（如O₂释放量）