【备战2023高考】生物总复习——专题10《光合作用》练习（新教材新高考）

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专题10 光合作用

1．（2022·全国·高一课时练习）根据如图所示光合作用图解，判断下列说法正确的是（       ）

A．⑤过程发生于叶绿体基质中
B．⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上
C．图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、（CH2O）
D．②不仅用于还原C3化合物，还可促进③与C5的结合
【答案】C
【解析】
【分析】
根据题意和图示分析可知，①表示NADPH或[H]，②表示ATP，③表示二氧化碳，④表示有机物或（CH2O），⑤表示光反应阶段，⑥表示暗反应阶段。
【详解】
A、根据以上分析已知，图中⑤表示光反应阶段，其发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；
B、根据以上分析已知，图中⑥为暗反应过程，其发生于叶绿体基质中，B错误；
C、根据以上分析已知，图中①是NADPH，②是ATP，③是CO2，④是（CH2O），C正确；
D、②是ATP，是光反应的产物，用于暗反应过程中还原C3化合物，而③（二氧化碳）与C5结合形成C3不消耗ATP，D错误。
故选C。
2．（2022·浙江·高一课时练习）在适宜的恒温条件下，测定某双子叶植物在不同光照条件下的光合作用速率，结果如下表：（表中正值表示CO2吸收量，负值为释放量）正确的是（　　）
光照强度（千勒克斯）
1.0
3.0
5.0
7.0
8.0
10.0
CO2吸收量（mol/h）
-2.0
+2.0
+6.0
+10.0
+12.0
+12.0
A．该植物的呼吸速率是6mol/h
B．该植物的呼吸速率是4mol/h
C．在光照强度为2.5千勒克斯时，该植物光合作用合成有机物的量与呼吸消耗有机物的量相等
D．在光照强度为4千勒克斯时，该植物光合作用合成有机物的量与呼吸消耗有机物的量相等
【答案】B
【解析】
【分析】
根据表格数据可以绘制出曲线图：
，
由曲线图可知，呼吸速率为4，光照强度为2时，光合速率=呼吸速率。
【详解】
AB、根据表格绘制的曲线图可知，该植物的呼吸速率是4mol/h，A错误、B正确；
C、在光照强度为2.5千勒克斯时，该植物净光合速率大于0，故光合作用合成有机物的量大于呼吸消耗有机物的量，C错误；
D、在光照强度为4千勒克斯时，该植物光合作用合成有机物的量大于呼吸消耗有机物的量，D错误。
故选B。
3．（2022·浙江·高一课时练习）下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，错误的是（       ）
A．色素提取过程中加入碳酸钙是为了防止色素被破坏
B．滤液细线应该触及层析液，便于色素的溶解和分离
C．滤纸条上的叶绿素a呈蓝绿色，且含量最多
D．提取色素的原理是色素易溶解于有机溶剂，分离原理是色素在层析液中溶解度不同
【答案】B
【解析】
【分析】
叶绿体色素的提取和分离实验：
（1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
（2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小的，扩散速度慢。
（3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
（4）结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】
A、色素提取过程中加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，A正确；
B、滤液细线应不能触及层析液，否则色素会溶于层析液，不利于色素的分离，B错误；
C、滤纸条上的叶绿素a呈蓝绿色，且含量最多，C正确；
D、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素；分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，D正确。
故选B。
4．（2021·全国·高一课时练习）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是（       ）
①加入的提取液太多　②用体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替无水乙醇　③研磨时没有加入碳酸钙　④研磨时没有加入二氧化硅　⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少　⑥画滤液细线的次数少　⑦使用放置数天的菠菜叶
A．①③⑦ B．②④⑤
C．①③④⑤⑥⑦ D．②③④⑤⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
在实验中，滤纸条上的色素带颜色较浅的原因可能是滤液中色素含量少，或者在滤纸条上画滤液细线时，重复的次数太少。或者加入的提取液太多，使滤液中色素浓度降低。
滤液中色素含量少的原因可能是：没有加入二氧化硅，导致研磨不充分；研磨时没有加入碳酸钙，使部分色素被破坏；选取的叶片中叶肉细胞少，色素含量低；叶片不新鲜，里面的色素被破坏。
【详解】
①加入的提取液太多，色素的比例小，则色素带颜色较浅，①正确；
②体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠可以代替无水乙醇，不会导致色素带颜色较浅，②错误；
③研磨时没有加入CaCO3，使部分色素被破坏，③正确；
④研磨时没有加入SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分提取，④正确；
⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少，绿叶中所含色素少，⑤正确；
⑥在画滤液细线时，应等滤液干燥后再重画一到两次，画滤液细线次数太少，会使滤纸上的色素量少，也会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑥正确；
⑦使用放置数天的菠菜叶，使部分色素被破坏，叶中所含色素少，⑦正确。
故选C。
5．（2021·全国·高一课时练习）如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是（       ）

A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光
B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能减少
D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少
【答案】C
【解析】
【分析】
分析题图：叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素，主要吸收420 ~ 470nm波长的光(蓝紫光)和640 ~ 670nm波长的光(红光) ；类胡萝卜素主要吸收400 ~ 500nm波长的光(蓝紫光)。
【详解】
A、由图可知，类胡萝卜素主要吸收400nm ~ 500nm波长的光，A正确；
B、由图可知，叶绿体中色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多，因此用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；
C、由图可知，由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能增多，C错误；
D、叶绿素吸收420nm ~ 470nm波长的光较多。当缺镁时，叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420nm ~ 470nm波长的光变少，则植物对420nm ~ 470nm波长的光的利用量显著减少，D正确。
故选C。
6．（2021·全国·高一课时练习）下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，错误的是（       ）
A．将5g新鲜菠菜叶剪碎后，放入研钵中，加入碳酸钙、二氧化硅和无水乙醇后加以研磨
B．吸取少量滤液，沿铅笔细线均匀画出一道滤液细线，并连续、快速画2~3次
C．把画好滤液细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能浸没在层析液中
D．色素在滤纸条上分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
【答案】B
【解析】
【分析】
1、将5g菠菜叶需要去掉茎脉，剪碎，然后放入研钵中，加入无水乙醇，石英砂，CaCO3以后，迅速研磨。
2、用毛细管吸少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，待晾干后再重复2-3次。
3、把画好细线的滤纸条不能浸入到层析液中，防止色素溶解于层析液中。
【详解】
A、将5克新鲜菠菜叶剪碎后，放入研钵中，加入碳酸钙（防止研磨过程中色素被破坏）、二氧化硅（使研磨更充分）和无水乙醇（提取色素）后加以研磨，A正确；
B、画滤液细线时，不应连续、迅速画线，而应等滤液干后再画线，B错误；
C、把画好滤液细线的滤纸条插入层析液中，滤液细线不能触及层析液，否则滤液会溶解在层析液中，导致实验失败，C正确；
D、叶绿体中色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，因而各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，D正确。
故选B。
7．（2021·全国·高一课时练习）以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（       ）

A．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
B．图中两曲线的交点表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等
C．如果该植物原重Xg，先置于暗处4h后重（X-1）g，然后光照4h后重（X+2）g，则总光合速率为3/4g·h-1
D．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
【答案】D
【解析】
【分析】
解此题首先要明确下列几个等式：①总光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，②光合作用制造有机物的量=合成的有机物的量=积累有机物的量+消耗的有机物（呼吸作用）的量，③叶绿体固定的二氧化碳=光合作用所需要的二氧化碳=从外界吸收的二氧化碳+呼吸释放的二氧化碳。据图所示，虚线表示光合作用净积累有机物的量，实线表示呼吸作用消耗有机物的量。因此总光合作用强度=制造的有机物=虚线量+实线量。图中纵坐标的生物学意义是二氧化碳吸收量（植物从外界吸收的二氧化碳量）和二氧化碳的释放量（植物有氧呼吸释放的二氧化碳量）。
【详解】
A、图中虚线表示光合作用净积累有机物的量，由图可知，光照相同时间，25℃时植物积累的有机物的量最多，A错误；
B、图中两曲线的交点表示净光合作用速率与细胞呼吸速率相等，即光合速率是呼吸速率的二倍，B错误；
C、该植物原重Xg，置于暗处4h后重（X-1）g，说明呼吸速率为1/4g，然后光照4h后重（X+2）g，则总光合速率=净光合速率+呼吸速率=[（X+2）－（X－1）]÷4+1/4=1g·h-1，C错误；
D、光合作用制造的有机物的量=净光合作用量+呼吸作用量，因此图中35℃与30℃的光合作用制造的有机物的量相等，都是3+3.5=6.5mg/h，D正确。
故选D。
8．（2022·全国·高一课时练习）如图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是（       ）

A．Y2的质量大于Y3的质量
B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C．②中水的质量大于④中水的质量
D．试管①的质量大于试管②的质量
【答案】C
【解析】
【分析】
根据光合作用过程中分析可知，光合作用产生的氧气全部来自于水；由于水和小球藻的初始质量均相等，所以光合作用后导致试管质量变化的原因应该是不同分子质量二氧化碳的固定和不同分子质量的氧气的输出。
【详解】
A、由于光合作用释放的氧气全部来自于水，因此图中Y1和Y3是16O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3的质量，A正确；
B、④中小球藻中含有（CH218O），而①中小球藻中含有（CH216O），故④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量，B正确；
C、④和②中的水都为H218O，且含量相同，一段时间后，消耗的水相同，因此两支试管中水的质量应该相等，C错误；
D、在试管①和②中原有质量相等，且加入的二氧化碳相同的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是16O2，故剩余质量试管①大于试管②，D正确。
故选C。
9．（2022·全国·高一课时练习）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O2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（       ）
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CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
【答案】A
【解析】
【分析】
光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素两大类,其中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
【详解】
A、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A错误；
B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；
C、CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；
D、根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。
故选A。
10．（2020·全国·高一课时练习）下列关于叶绿体和线粒体比较的叙述，正确的是（       ）
A．叶绿体中可发生CO2→C3→C6H12O6的过程，线粒体中可发生C6H12O6→C3→CO2的过程
B．ATP和[H]在叶绿体中只能随水的分解而产生，在线粒体中只能随水的生成而产生
C．光能转变成化学能发生的场所是叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中
D．都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行
【答案】D
【解析】
【分析】
线粒体和叶绿体在结构和功能上的异同点。
1.结构上不同之处：线粒体形状是短棒状，圆球形；分布在动植物细胞中；内膜向内折叠形成嵴；基质中含有与有氧呼吸有关的酶。叶绿体形状是扁平的椭球形或球形；主要分布在植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的表皮细胞内；内膜光滑无折叠，基粒是由类囊体垛叠而成；基质中含有大量与光合作用有关的酶。
2.结构上相同之处：都是双层膜结构，基质中都有酶，都含有少量的DNA和RNA。
3.功能上不同之处：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所，是植物细胞的“养料制造车间”。
4.功能上相同之处：都需要水作为生理功能的原料，都能产生ATP，都是半自主复制的细胞器。
【详解】
A、叶绿体是光合作用的场所，可进行CO2固定和还原，因此可发生CO2→C3→C6H12O6的变化，线粒体是有氧呼吸的主要场所，可将丙酮酸进一步分解形成CO2和水，因此可发生C3→CO2的变化，没有发生葡萄糖转变为丙酮酸的过程，A错误；
B、ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中有氧呼吸第二阶段随水的生成可产生ATP和[H]，有氧呼吸第三阶段也能产生ATP，但不产生[H]，B错误；
C、光能转变成化学能发生在叶绿体中， 化学能转变成ATP中活跃的化学能可发生在线粒体中，但转变为光能则是ATP水解才可进行的过程，C错误；
D、线粒体和叶绿体都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行，D正确。
故选D。

11．（2019·全国·高一课时练习）如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图，①~⑤表示有关过程，X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法错误的是(       )

A．X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP
B．①~⑤过程中能产生ATP的有①②③④
C．②和⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定
D．光合作用速率小于细胞呼吸速率时，④过程产生的CO2会释放到细胞外
【答案】B
【解析】
【分析】
分析题图：图示表示光合作用与呼吸作用的过程，其中，W表示水，Z是ATP，Y是丙酮酸，X是三碳化合物；①表示水的光解，②表示三碳化合物的还原过程，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段，⑤表示二氧化碳的固定过程。
【详解】
A、据分析可知，X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP，A正确；
B、光合作用光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，①~⑤过程中能产生ATP的有①③④，过程②消耗ATP，B错误；
C、据分析可知，X是三碳化合物，②表示C3的还原,\，⑤表示CO2的固定，C正确；
D、光合速率小于呼吸速率时，呼吸作用产生的二氧化碳一部分用于光合作用，一部分释放到细胞外，即④过程产生的CO2会释放到细胞外，D正确。
故选B。
12．（2021·全国·高一课时练习）下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是（       ）

A．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响
B．加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2
C．拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度
D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸作用强度
【答案】B
【解析】
【分析】
分析题图：自然光经滤光片处理可得到单色光，金鱼藻吸收单色光进行光合作用，释放氧气，氧气传感器可测定氧气浓度的变化，从而测定金鱼藻的光合作用强度。故该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响。可将此装置放在黑暗处，测定金鱼藻的细胞呼吸作用强度。
【详解】
A、该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2浓度（代表光合作用强度），故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；
B、加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2，B错误；
C、相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用要强，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度，C正确；
D、若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行呼吸作用，氧气传感器可测出氧气的消耗情况，从而测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
故选B。
13．（2021·全国·高一课时练习）如图表示在夏季的某一个晴天，某植物细胞光合作用过程中C3、C5的含量变化，若第二天中午天气由艳阳高照转为阴天，此时细胞中C5、C3含量的变化分别相当于曲线中的哪一段(　　)

A．c→d段(X)，b→c段(Y)
B．b→c段(Y)，b→c(X)
C．d→e段(Y)，c→d段(X)
D．d→e段(Y)，d→e段(X)
【答案】D
【解析】
【分析】
光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应必须有光才能进行，暗反应有光无光都能进行。光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物的还原两个阶段。CO2的固定过程物质变化：CO2+C5→2C3。三碳化合物的还原过程物质变化：2C3→（CH2O）+C5+H2O。
【详解】
根据光合作用过程，光照加强时（a→b），光反应加强，则ATP、NADPH生成量增加，暗反应过程的C3还原成C5和有机物的过程增强，此时由于CO2供应不变，而C5固定CO2的过程照常进行，结果是叶绿体中的C3减少、C5增加，光照减弱时（d→e）则相反，由此判断X曲线表示的是C3的含量变化，Y曲线表示的是C5含量变化。阴天与晴天相比光照减弱，所以C5含量的变化如Y曲线的d→e段，C3含量的变化如X曲线的d→e段，因此，D正确，ABC错误。
故选D。
14．（2021·全国·高一课时练习）如图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，下列说法中不正确的是（　　）

A．图中的叶肉细胞呼吸释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量
B．M中NADPH的运动方向是从叶绿体的类囊体到叶绿体的基质
C．M、N都能产生ATP
D．真核细胞中都含有M、N，原核细胞中都不含M、N
【答案】D
【解析】
【分析】
分析图解：图中M表示叶绿体，叶绿体是进行光合作用的场所；N是线粒体，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。图中看出，线粒体有氧呼吸释放的二氧化碳除了供给叶绿体光合作用以外，还有部分扩散到细胞外，说明有氧呼吸强度大于光合作用强度。
【详解】
A、分析题图可以推知，细胞中线粒体进行有氧呼吸释放的二氧化碳除了供叶绿体M使用外，还释放到外界环境中，则呼吸作用释放的CO2量大于光合作用吸收的CO2量，A正确；
B、叶绿体中[H]（NADPH）的运动方向是由叶绿体的囊状结构（光反应）到叶绿体的基质（暗反应），B正确；
C、M可以进行光合作用，N是有氧呼吸的主要场所，两者都可产生ATP，C正确；
D、蛔虫细胞中不含线粒体（N），叶绿体只分布在植物的绿色细胞中，根细胞中没有叶绿体（M），D错误。
故选D。
15．（2021·全国·高一课时练习）如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程。图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是(　　)

A．在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨
C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦或⑨
D．⑩⑫产生的ATP中的化学能都可以转变为光能和机械能
【答案】D
【解析】
【分析】
图可分析，①是暗反应阶段；②是有氧呼吸第一阶段，③是有氧呼吸第二阶段，④是光反应的光解过程，⑤是[H]催化三碳化合物还原过程，⑥是有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]的过程，⑦是有氧呼吸的第三阶段，⑧是光反应阶段水光解产生氧气的过程，◎是有氧呼吸的第三阶段。
【详解】
A、在元素转移途径中，④与⑧都是水的光解过程，⑦与⑨都是有氧呼吸的第三阶段， A正确；
B、小麦根尖成熟区细胞只能发生呼吸作用，如②③⑥⑦⑨；不能发生光合作用，如①④⑤⑧，B正确；
C、在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是有氧呼吸的第三阶段，如⑦和⑨，C正确；
D、⑩产生的ATP只能用于暗反应，转化为有机物中的化学能，D错误。
故选D。
16．（2022·山东省郓城第一中学模拟预测）如图表示某植株在不同光强度下，单位时间内释放量和产生总量的相对变化。对植物生理过程分析正确的是（       ）

A．光强度为a时，该植株内有机物总量将减少
B．光强度为b时，该植株的光合作用强度是细胞呼吸强度的两倍
C．光强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等
D．光强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是细胞溶胶、线粒体、叶绿体
【答案】A
【解析】
【分析】
在光合作用作用过程中，吸收二氧化碳释放氧气；而呼吸作用过程中，吸收氧气释放二氧化碳。因此可通过氧气的产生量或二氧化碳的释放量来判断光合作用和呼吸作用的强弱。图中氧气的产生总量可表示实际光合速率，a点时的二氧化碳释放可表示呼吸速率。
【详解】
A、光照强度为a时，只有CO2的释放，并且氧气的产生总量为0，说明此时只进行呼吸作用，不进行光合作用，所以该植株内有机物总量将减少，A正确；
B、光照强度为b时，有CO2的释放，说明呼吸作用大于光合作用，B错误；
C、光照强度为c时，氧气的产生总量等于a时的二氧化碳的释放量，说明此时净光合作用强度等于呼吸作用强度，但总光合作用大于呼吸作用，C错误；
D、光照强度为d时，叶肉细胞既进行呼吸作用，又进行光合作用，所以叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，细胞溶胶不属于细胞器，D错误。
故选A。
17．（2022·湖北省罗田县第一中学模拟预测）如图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中 a、b 为测定过程中某些生理指标相对量的变化。下列说法不正确的是（       ）

A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动
B．若将图甲中的 CO2 缓冲液换成质量分数为 1% 的 NaOH 溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产生 NADPH 的速率将变小
C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，真光合速率会发生图乙中从 b 到 a 的变化，同时呼吸速率可能会发生从 a 到 b 的变化
D．若图乙表示图甲植物光合速率由 a 到 b 的变化，则可能是适当提高了 CO2 缓冲液的浓度
【答案】B
【解析】
【分析】
图甲：装置中二氧化碳缓冲液是为了维持二氧化碳的稳定，液滴的移动取决于氧气的差值变化。
【详解】
A、装置中的二氧化碳缓冲液在光照下可以为光合作用提供氧气，所以在较强光照下氧气不断产生导致气压增大，有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中，二氧化碳缓冲液可以吸收呼吸作用产生的二氧化碳，氧气不断被消耗，气压减小，有色液滴向左移动，A正确；
B、将图甲中的二氧化碳缓冲液换成质量分数为1%的氢氧化钠溶液，装置内的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收，光合作用只能利用来自于植物自身呼吸作用产生的二氧化碳，光合速率下降，暗反应会抑制光反应的进行，故植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将减小，B错误；
C、图甲为光合作用最适温度条件下的反应，再适当升高温度，光合速率下降，真光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率可能增大，故可能会发生从a到b的变化，C正确；
D、图示是在最适温度条件下进行的，若适当提高二氧化碳缓冲液的浓度，二氧化碳浓度升高，光合强度会增加，D正确。
故选B。
18．（2022·广东·深圳市光明区高级中学模拟预测）同位素标记法是生物学研究中常用的方法。下列相关叙述错误的是（       ）
A．用32P标记的核糖核苷酸培养干细胞，在细胞核和细胞质中均能检测到放射性
B．适宜光照条件下，用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，放射性首先出现在C5中
C．向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，高尔基体中的放射性强度先增大后减小
D．将15N标记的大肠杆菌在含14N的培养液中培养，繁殖两代后带15N标记的个体所占比例为1/2
【答案】B
【解析】
【分析】
同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：
（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；
（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；
（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；
（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；
（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】
A、核糖核苷酸参与 RNA 的合成，RNA 在细胞核中合成后会被转运到细胞质中，故在细胞核和细胞质中均能检测到放射性，A 正确；
B、CO2参与暗反应阶段，与 C5反应生成C3，B 错误；
C、胰腺腺泡细胞中内质网会对亮氨酸参与合成的肽链进行初步加工，然后以囊泡的形式运输到高尔基体，该过程高尔基体的放射性增大，之后在高尔基体中加工为成熟的蛋白质后以囊泡形式运输到细胞膜并分泌出去，该过程高尔基体的放射性减小，C 正确；
D、DNA 分子为半保留复制，繁殖两代后大肠杆菌的数目为 22个，带15N 标记个体所占的比例为 1/2，D 正确。
故选B。
19．（2022·湖南·长郡中学模拟预测）低温逆境胁迫会使植株产生大量的自由基，从而影响植物的生理代谢过程，最终影响作物产量，而植株同时启动抗氧化保护酶系统中的多种保护酶清除多余的活性氧自由基。某科研人员以“济麦22”为实验材料，以大田平均温度10℃为对照（CK），设置4个低温处理组T1、T2、T3、T4，分别为0℃、-2℃、-4℃、-6℃，研究不同低温胁迫对拔节期小麦的光合特性的影响，结果如表所示，下列叙述错误的是（       ）
处理
净光合速率µmol·m-2s-1
气孔导度µmmol·m-2s-1
蒸腾速率µmol·m-2s-1
胞间CO2浓度µmol·mol- 1
CK
16．2
512．6
3．7
261．4
T1
14．5
483．3
3．2
248．5
T2
13．3
376．1
2．6
230．6
T3
8．6
272．8
1．8
276．3
T4
6．5
183．6
1．6
310．5

A．与CK相比，表中四个检测指标均随温度降低而下降
B．推测T1、T2条件下净光合速率降低的原因主要是气孔关闭，CO2供应不足
C．推测T3、T4条件下净光合速率降低的原因主要是与光合有关酶的酶活性降低
D．活性氧自由基可能造成叶绿体膜结构的损伤，使净光合速率降低
【答案】A
【解析】
【分析】
影响光合作用的因素除了光照强度外，还有温度、CO2浓度等，其中光照强度通过影响光反应而影响光合速率，温度是通过影响酶的活性影响光合作用速率的，CO2浓度作为光合作用的原料，直接影响暗反应速率进而影响光合作用速率。
【详解】
A、分析表中数据可知，与CK相比，表中的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随温度降低而下降。但在T4条件下，胞间CO2浓度高于CK条件下，A错误；
B、由表格数据可知，与CK相比，T1、T2条件下气孔导度下降，胞间CO2浓度也下降，因此推测T1、T2条件下净光合速率降低的主要原因是气孔关闭，CO2供应不足，B正确；
C、与CK相比，T3、T4温度下胞间CO2浓度上升但气孔导度仍降低，推测T3、T4条件下净光合速率降低的原因主要是与光合有关酶的酶活性降低，导致叶片不能利用CO2，而非气孔因素限制，C正确；
D、活性氧自由基能对生物膜造成伤害，光合作用的光反应发生于叶绿体类囊体的薄膜上，活性氧自由基可能造成叶绿体膜结构的损伤，使净光合速率降低，D正确。
故选A。
20．（2022·湖北·房县第一中学模拟预测）光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2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如下表（光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计）。下列相关叙述错误的是（       ）
SoBS浓度（ml/L）
0
100
200
300
400
500
600
光合作用强度（CO2μmol·m2·s-1）
18.9
20.9
20.7
18.7
17.6
16.5
15.7
光呼吸强度（CO2μmol·m2·s-1）
6.4
6.2
5.8
5.5
5.2
4.8
4.3
A．光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中
B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低
C．与未喷施SoBS溶液的水稻叶片相比，喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度高
D．探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，应在100~300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验
【答案】C
【解析】
【分析】
叶肉细胞中氧气与二氧化碳竞争性结合五碳化合物， 即光呼吸会影响光合作用。
【详解】
A、C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中，A正确；
B、突然停止光照，则光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多，之后减少，B正确；
C、叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光补偿点，与对照相比，喷施100mg/LSoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2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，C错误；
D、光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，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/LSoBS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100~300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验，D正确。
故选C。
21．（2022·湖南·长沙一中一模）下列与呼吸作用和光合作用有关的实验，正确的是（       ）
A．密闭发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是防止杂菌污染
B．澄清石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液都只能检测酵母菌培养液中CO2的产生情况
C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体是光合作用的场所
D．鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自水
【答案】BCD
【解析】
【分析】
1、恩格尔曼于1882年测定了不同颜色的光对光合作用的影响，并证明光合作用的场所是叶绿体。 把载有水绵和 好氧细菌临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵，通过光学显微镜观察发现，好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。
2、1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法，用18O分别标记H2O和CO2， 一组向植物提供H2O 和C18O2 ， 另一组提供H 18O和CO2 。第一组释放出的全是O2 ，第二组全是18O2。证明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。
【详解】
A、密闭发酵实验，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是为了获得能量，A错误；
B、澄清石灰水和溴麝香草酚蓝水溶液只能检测酵母菌培养液中CO2的产生情况，B正确；
C、恩格尔曼的实验证明了叶绿体吸收光能用于光合作用放氧，同时证明了叶绿体是光合作用的场所，C正确；
D、鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自水，D正确。
故选BCD。
22．（2022·湖南·湘阴县第二中学三模）某小组在适宜的温度条件下，将一定量的绿藻和酵母菌在密闭装置中混合培养。培养液为高温加热冷却后的0．3 g•mL-1的蔗糖溶液，控制光照条件周期性变化，测定整个装置中CO2浓度随时间的变化，结果如图所示（培养过程中两者的数量变化忽略不计）。下列叙述错误的是（       ）

A．蔗糖溶液的浓度不能过高，否则酵母菌容易渗透失水
B．图中B点和D点时，绿藻的光合速率等于绿藻的呼吸速率
C．图中F点之后，总光合速率大于总呼吸速率
D．BC段测得的CO2下降速率小于绿藻的净光合速率
【答案】BC
【解析】
【分析】
分析题图：黑暗条件下，两种生物都只能进行呼吸作用，因此CO2浓度增加；光照条件下，绿藻可以进行光合作用，且其光合作用大于两者的呼吸作用，导致CO2浓度降低；F点以后，CO2浓度不变，说明光合作用强度与呼吸作用之和相等。
【详解】
A、蔗糖溶液的浓度不能过高，否则膜内外浓度差过大，会导致酵母菌渗透失水，使其活性下降甚至死亡，A正确；
B、图中BC段、DE段的CO2浓度降低，此两阶段中绿藻进行光合作用，绿藻和酵母菌进行呼吸作用，说明BC段、DE段绿藻光合速率大于绿藻和酵母菌的呼吸速率之和，B点和D点时开始光照，绿藻的光合速率大于绿藻的呼吸速率，B错误；
C、图中F点之后，CO2浓度不变，说明绿藻光合作用强度与绿藻和酵母菌呼吸作用之和相等，即总光合速率等于总呼吸速率，C错误；
D、BC段有光照，小球藻的净光合速率是小球藻总光合速率减去小球藻的呼吸速率，而测得的CO2吸收速率是小球藻总光合速率减去小球藻和酵母菌的呼吸速率，故BC段CO2浓度的下降速率小于小球藻的净光合速率，D正确。
故选BC。
23．（2022·山东烟台·三模）我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程如图所示。下列叙述正确的是（       ）

A．①、②过程模拟暗反应中CO2的固定，③、④过程模拟C3的还原
B．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量
C．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储存于有机物中
D．该体系与植物光合作用固定的CO2量相等时，植物体内淀粉的积累量较低
【答案】ACD
【解析】
【分析】
结合图示可知，①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，需要消耗ATP和NADPH的能量。
【详解】
A、①、②、③、④过程是光合作用暗反应的模拟过程，①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，A正确；
B、步骤③、④的顺利进行，需要多种酶的催化，需要消耗能量，如ATP和NADPH的化学能，B错误；
C、植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，C正确；
D、在与植物光合作用固定的CO2量相等时，该体系由于没有呼吸消耗淀粉，因此淀粉的积累量较高，D正确。
故选ACD。
24．（2022·江苏省江阴市第一中学高二阶段练习）图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，图乙表示水稻CO2吸收速率与光照强度的关系。下列有关说法正确的是（       ）

A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C．图甲中的c点和图乙中的f点对应
D．图乙中，限制f点光合速率的因素主要是光照强度
【答案】BCD
【解析】
【分析】
1、根据题意和图示分析可知：图甲中，a光照条件下，细胞释放二氧化碳，不产生氧气，此时细胞只进行呼吸作用；b光照条件下CO2释放量大于0，说明光合作用小于呼吸作用；d过程细胞不再释放二氧化碳，说明光合作用大于呼吸作用。
2、图乙是光合作用强度随光照强度变化的曲线，e点无光照强度，此时细胞只进行呼吸作用，f点是光的补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，g点是光的饱和点，g点以后限制光合作用强度的因素不再是光照强度。
【详解】
A、光照强度为b时，CO2释放量大于0，说明光合作用速率小于呼吸作用速率，A错误；
B、图甲中：光照强度为a时，O2产生总量为0，只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收二氧化碳为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8-6=2个单位的CO2，B正确；
C、图甲中的c点O2产生总量为6，与细胞呼吸产生的CO2相等，所以和图乙中的f点对应，C正确；
D、据图可知，f点之后一段时间随光照强度增加，光合作用增强，故限制f点光合作用速率的因素主要是光照强度，D正确。
故选BCD。
25．（2022·吉林一中高二期中）下图表示某绿色植物细胞内的光合作用与呼吸作用过程，其中1~3代表有关生理过程，甲、乙、丙代表有关物质。下列相关叙述正确的是（　　）

A．1代表的生理过程是光合作用暗反应阶段、有氧呼吸第二阶段
B．1经甲到3的过程是光合作用暗反应阶段，甲物质是C3
C．3经丙到2的过程中，丙物质是还原型辅酶I，2过程的场所是线粒体内膜
D．2到3的过程不能直接发生，必须经过1过程
【答案】ABC
【解析】
【分析】
根据题意和图示分析可知：图示表示细胞光合作用与呼吸作用的过程，其中1表示暗反应或有氧呼吸第二阶段；2表示光反应或有氧呼吸第三阶段；3表示光合作用的暗反应或有氧呼吸第一阶段。
【详解】
A、由图示可知，葡萄糖经3过程形成物质甲（丙酮酸），再经过1过程产生了CO2，说明1代表的生理过程是绿色植物细胞有氧呼吸的第二阶段；CO2经1过程生成甲（C3），说明1代表的生理过程是绿色植物光合作用暗反应阶段的二氧化碳的固定，A正确；
B、由A项分析可知，1代表的生理过程是绿色植物光合作用暗反应阶段的二氧化碳的固定，甲物质是C3，1经甲到3的过程是光合作用的暗反应阶段，B正确；
C、葡萄糖经3细胞呼吸的第一阶段，经丙到2有氧呼吸第三阶段中，丙物质是还原型辅酶I，2过程的场所是线粒体内膜，C正确；
D、2过程能产生氧气，可表示光合作用的光反应阶段，3可表示光合作用的暗反应，2产生的NADPH和ATP（物质丙），可用于3过程，故2到3的过程可直接发生，D错误。
故选ABC。
26．（2022·山东省郓城第一中学模拟预测）如图甲表示某植物叶肉细胞中发生的某些生理过程，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示物质，①～⑥表示气体的转移途径，图乙表示该植物在不同光照强度下光合作用速率（用吸收速率表示）的变化。

请据图回答：
(1)图甲中物质Ⅱ表示_____。除了用澄清的石灰水外，还可以用_____水溶液来检测呼吸作用产生的。
(2)如果用含有的来追踪光合作用的碳原子，这种碳原子的转移途径是_____。将该植物叶片从光下移到黑暗中，叶绿体中化合物含量短时间内将_____。
(3)如果该植物处于图乙中C点状态时，图甲中气体转移途径有_____（用数字表示）。
【答案】(1)     ATP     溴麝香草酚蓝
(2)          增加
(3)①②④⑥
【解析】
【分析】
据图分析：图甲表示某植物叶肉细胞中发生的光合作用和呼吸作用，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示ATP、ATP、水。图乙表示在不同光照强度下光合作用速率，图中A点表示只进行呼吸作用，B点表示光合作用等于呼吸作用。
(1)
光合作用的光反应能为暗反应提供[H]和ATP，图中的物质Ⅱ表示ATP。二氧化碳可以用溴麝香草粉蓝水溶液进行检测，颜色可以从蓝变绿再变黄。
(2)
光合作用吸收的二氧化碳首先与五碳化合物结合转变为三碳化合物，三碳化合物经还原后可以转变为葡萄糖或再生为五碳化合物。故用含有14C的CO2来追踪光合作用的碳原子，这种碳原子的转移途径是CO2→C3→(CH2O)。将该植物叶片从光下移到黑暗中，光反应停止，[H]和ATP生成停止，三碳化合物的还原受阻，短时间内其来源不变，叶绿体中C3化合物含量短时间内将增加。
(3)图2中C点状态时已经达到了光饱和点，此时光合作用大于呼吸作用，图1中气体转移途径有①②④⑥。
27．（2022·安徽淮北·二模）农业生产中合理施肥对实现粮食稳产、高产至关重要，科研工作者以水稻为研究材料，设置4种不同的处理方式，分别为不施氮肥（CK）低氮150 kg·hm-2（LN）、 中氮240kg·hm-2（MN）、高氮330kg·hm-2（HN），研究施肥对水稻生命活动的影响，研究结果见下表，据表回答：
处理
净光合速率Pn（µmol•m-2•s-1）
气孔导度Ga（mol•m-2•s-1）
标记CO2浓度Ci（µmol•mol-1）
CK
19.8
0.36
305
LN
22.9
0.41
301
MN
24.3
0.47
312
HN
26.2
0.53
306
(1)净光合速率可以用测得的单位时间、单位叶面积的___________（写出1种即可）表示。
(2)叶肉细胞的叶绿体中，氮元素主要存在于____________等物质中（写出2种即可）。
(3)分析表格数据可知，适当增施氮肥可以___________（填“提高”或“降低”）水稻光合作用速率，原因是___________________。
(4)研究表明，大量施用化肥会导致土壤结构不良和土壤酸化；减施氮肥并用有机肥替代部分氮肥对维持土壤肥力，保障粮食生产安全具有重要意义。施用有机肥的优点有_____________________________（写出2点即可）。
【答案】(1)CO2的吸收量、O2的释放量或有机物的积累量
(2)叶绿素、酶、磷脂、核酸（DNA、RNA）、NADPH、蛋白质、ATP、ADP等
(3)     提高     适当增施氮肥，气孔导度增加，CO2的吸收量增加，暗反应增强，光合速率提高
(4)改良土壤结构、减少化肥的使用、减少环境污染、增加了植物光合作用所需的CO2量、提供更多的无机盐
【解析】
【分析】
影响光合作用的环境因素有光照强度、CO2的浓度、温度等。
(1)净光合速率表示总光合速率和呼吸速率的差值，可以用测得的单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量、O2的释放量或有机物的积累量表示。
(2)叶绿体中的叶绿素（组成元素为C、H、O、N、Mg）、酶（组成元素中至少有C、H、O、N）、磷脂（组成元素为C、H、O、N、P）、核酸（DNA、RNA）、NADPH、蛋白质、ATP、ADP等都含有氮元素。
(3)分析表格数据可知，适当增施氮肥使气孔导度增加，则CO2的吸收量增加，CO2是暗反应的原料，则暗反应增强，水稻光合速率提高。
(4)大量施用化肥会导致土壤结构不良和土壤酸化，而施用有机肥能够改良土壤结构、减少化肥的使用、减少环境污染、增加了植物光合作用所需的CO2量、提供更多的无机盐，对保障粮食生产安全具有重要意义。
28．（2022·江苏·高三专题练习）自然界的植物丰富多样，对环境的适应各有差异，自卡尔文发现光合作用中碳元素的行踪后，又有科学家发现碳元素行踪的其他路径。请据图回答下列问题。

(1)图1是C3植物碳元素代谢途径的示意图。①、②、③、④代表的是物质，A、B、C、D代表的是生理过程，则①、④依次是_____________、_____________；D过程是_____________，ATP的合成除发生在A过程外，还发生在_____________过程。
(2)C3植物在干旱、炎热的环境中，由于气孔关闭造成_____________，从而不利于光合作用。
(3)图2是C4植物和CAM植物利用CO2途径的示意图。据图分析，这两类植物固定CO2的酶比C3植物多一种_____________酶，该酶比Rubisco对CO2的亲和力大且不与O2亲和，具有该酶的植物更能适应_____________的环境。
(4)由图2可知，C4植物是在不同_____________进行CO2的固定，而CAM植物是在不同_____________进行CO2固定。典型的CAM植物如仙人掌在夜晚吸收的CO2能否立即用于C3途径?_____________（填“能”或“不能”），可能的原因是__________________________。
【答案】(1)     氧气     C5     有氧呼吸二、三阶段     CD##DC
(2)CO2不能进入叶片，同时引起O2在细胞内积累
(3)     PEP羧化     低CO2浓度
(4)     细胞     时间     不能     没有光照光反应不能正常进行，无法为暗反应提供足够ATP和[H]（NADPH）
【解析】
【分析】
光合作用过程极为复杂，包括许多化学反应，根据是否需要光能参与，光合作用过程分为两个阶段。
1、光反应阶段：必须有光能才能进行，在叶绿体内的类囊体结构上进行的。完成两个转变：（1）水分子分解成氧和氢，氧直接以分子形式释放，氢则被传递到叶绿体内的基质中。实现了光能向活跃化学能转变，即生成还原氢。（2）在有关酶的催化下，促成ADP与Pi发生反应形成ATP。实现了光能的转换，能量储存在ATP中可被各种代谢过程利用。能量：光能一部分储存在ATP和还原氢中，一部分以热能散失物质：水分解为氧气、还原态氢。
2、暗反应阶段：没有光能也可以进行，在叶绿体基质中进行。（1）场所：类囊体膜上（2）过程：第一步：二氧化碳的固定： 从外界吸收的二氧化碳，与一种含有五个碳的化合物结合。第二步：三碳化合物的还原CO2被固定后，形成两个含有三个碳原子的化合物，在酶的催化作用下，一些接受ATP释放出的能量并且被氢［H］还原。
(1)图1是C3植物碳元素代谢途径的示意图。A表示光反应阶段、B表示暗反应阶段、C表示呼吸作用第一阶段、D代表的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，该过程发生的场所是线粒体。①是O2、②是NADPH、③ADP、Pi、④代表的是C5，ATP的合成除发生在A过程外，还发生在有氧呼吸的三个阶段，即CD过程。
(2)在干旱、炎热的环境中，C3植物由于气孔关闭，造成CO2不能进入叶片，同时引起O2在细胞内积累，抑制光反应和暗反应的进行，从而不利于光合作用。
(3)据图2分析，C4植物植物固定CO2的酶比C3植物多一种PEP羧化酶，CAM植物固定CO2的酶比C3植物也多一种PEP羧化酶。该酶比Rubisco对CO2的亲和力大，所以具有该酶的植物更能适应CO2浓度较低的环境。
(4)由图2可知，C4植物是在叶肉细胞的细胞质基质和维管束鞘细胞的叶绿体中进行CO2的固定的，故C4植物是在不同细胞中进行CO2的固定；而CAM植物是晚上在叶肉细胞的细胞质基质进行CO2固定，白天在叶肉细胞叶绿体中进行CO2固定的，所以CAM植物是在不同时间进行CO2固定。典型的CAM植物如仙人掌在夜晚吸收的CO2不能立即用于C3途径，可能的原因是没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供足够ATP和[H] （NADPH）进行C3化合物的还原过程。
【点睛】
本题重点考查植物的光合作用的过程。难点是通过图示信息对比不同植物的光合作用固定CO2的区别

1．（2022·全国·高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（　　）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【解析】
【分析】
光合作用会吸收密闭容器中的CO2，而呼吸作用会释放CO2，在温度和光照均适宜且恒定的情况下，两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。
【详解】
A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降，O2含量上升，A错误；
B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误；
CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。
故选D。

2．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（       ）
A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根
【答案】D
【解析】
【分析】
植物生长调节剂是指由人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质，其优点有 容易合成、原料广泛、效果稳定等。
【详解】
A、 农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量，该过程主要是利用了物质循环的特点，与植物生长调节剂无直接关系，A不符合题意；
B、 采用间作、套种的措施可以提高植物产量，其原理是保证作物叶片充分接收阳光，提高光能利用率，与植物生长调节剂无直接关系，B不符合题意；
C、 水旱轮作改变了生态环境和食物链，使害虫难以生存，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无直接关系，C不符合题意；
D、 尿泥促根与生长素（类似物）密切相关，与题意相符，D符合题意。
故选D。
3．（2022·浙江·高考真题）膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是（       ）
A．质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B．温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C．叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D．神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白
【答案】B
【解析】
【分析】
1、膜的流动性：膜蛋白和磷脂均可侧向移动；膜蛋白分布的不对称性：蛋白质有的镶嵌在膜的内或外表面，有的嵌入或横跨磷脂双分子层。
2、光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。
3、在神经细胞中，静息电位是钾离子外流形成的，动作电位是钠离子内流形成的，这两种流动都属于被动运输中的协助扩散。
【详解】
A、蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，在膜内外两侧分布不对称，A错误；
B、由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的，因此生物膜具有一定的流动性，温度可以影响生物膜的流动性，所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B正确；
C、水的分解是在叶绿体类囊体薄膜上，C错误；
D、神经元质膜上存在与K+ 、Na+主动转运有关的载体蛋白，而通道蛋白参与的是协助扩散的物质跨膜运输方式，D错误。
故选B。
4．（2021·湖北·高考真题）酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉，深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上，遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔，在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象，下列叙述错误的是（       ）
A．大象和马齿苋属植物之间存在共同进化
B．大象和马齿苋属植物存在互利共生关系
C．水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素
D．白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用
【答案】B
【解析】
【分析】
1、不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
2、互利共生是指两种生物生活在一起，彼此有利，两者分开以后双方的生活都要受到很大影响，甚至不能生活而死亡。
【详解】
A、大象和马齿苋属植物属于不同种生物，它们之间相互影响，不断进化和发展，存在共同进化，A正确；
B、酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉，深受大象喜爱，因此大象和马齿苋属植物存在捕食关系，B错误；
C、酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物，酷热干燥缺少水分，因此水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素，C正确；
D、白天马齿苋属植物会关闭气孔，但在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来，这些CO2在白天释放出来供给马齿苋属植物光合作用需要，因此白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用，D正确。
故选B。
5．（2021·北京·高考真题）将某种植物置于高温环境（HT）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（　　）

A．两组植株的CO2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℃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
【答案】B
【解析】
【分析】
1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。
2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】
A、由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol••cm-2•s-1，A正确；
B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。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错误；
C、由图可知，50℃时HT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正确；
D、由图可知，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植株对高温环境较适应，D正确。
故选B。
6．（2021·浙江·高考真题）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。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0．33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（　　）

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
【答案】A
【解析】
【分析】
根据图示，由图甲可知，在一定范围内（0.15 moL·L-1~0.33 mol·L-1山梨醇浓度），渗透压从低到高变化过程中，菠菜叶绿体的完整率和放氧率都逐渐变大，增幅不同；由图乙可知，两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量影响比较相似，而对放氧量的影响差别较大。
【详解】
A、根据分析，由图甲可知，与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，但放氧率较低，放氧率可以代表光合速率，故说明低渗条件下光合速率较低，A错误；
B、根据分析，由图乙可知，渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大，B正确；
C、由图甲可知，低渗条件下，即使叶绿体完整率没有明显降低的范围内，叶绿体放氧率仍明显降低，即光反应速率下降，影响了暗反应，即卡尔文循环效率下降，C正确；
D、由图甲可以看出，低渗条件下叶绿体完整率越低，放氧率也越低，D正确。
故选A。
7．（2021·湖南·高考真题）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．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2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
【答案】A
【解析】
【分析】
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光合作用第二个阶段的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。
【详解】
A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；
B、二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；
D、合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确；
故选A。
8．（2021·广东·高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是（       ）
A．Rubisco存在于细胞质基质中
B．激活Rubisco需要黑暗条件
C．Rubisco催化CO2固定需要ATP
D．Rubisco催化C5和CO2结合
【答案】D
【解析】
【分析】
暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C52C3
b．三碳化合物的还原：
【详解】
A、Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；
B、暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；
C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；
D、Rubisco催化二氧化碳的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。
故选D。
9．（2021·广东·高考真题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（ ）

A．t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）
B．t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）
C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
【答案】D
【解析】
【分析】
光照强度影响光合作用强度的曲线：由于绿色植物每时每刻都要进行细胞呼吸，所以在光下测定植物光合强度时，实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和(称为“表观光合作用强度")。如下图:
A表示植物呼吸作用强度，A点植物不进行光合作用，B点表示光补偿点，C点表示光饱和点。
【详解】
A、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度），A正确；
B、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度），B正确；
C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；
D、三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。
故选D。
10．（2020·江苏·高考真题）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（       ）
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CaCO3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
【答案】B
【解析】
【分析】
叶绿素的提取和分离实验的原理：无水乙醇能溶解绿叶中的各种光合色素；不同色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上随层析液的扩散速度也有差异。
【详解】
A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；
B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误；
C、研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；
D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。
故选B。
11．（2020·天津·高考真题）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CO2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CO2
C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2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
【答案】A
【解析】
【分析】
光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】
A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；
B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；
C、类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；
D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。
故选A。
12．（2020·浙江·高考真题）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（       ）

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B-C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A-B段对应的关系相似
【答案】A
【解析】
【分析】
叶绿体是光合作用的场所，需要保证完整的结构，才能正常进行光合作用；外界浓度过高，导致叶绿体失水，降低光合速率；光合产物积累过多，也会导致光合速率下降 。
【详解】
A、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正确；
B、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错误；
C、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， C错误；
D、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B-C段对应的关系相似，D错误。故选A。
13．（2019·海南·高考真题）下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（       ）
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
【答案】B
【解析】
【分析】
叶绿体中的色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素，前者包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光；后者包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。
【详解】
光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B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正确。故选B。
14．（2019·江苏·高考真题）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是

A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
【答案】D
【解析】
【分析】
绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：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）。
由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻（原核生物）只含有叶绿素a和胡萝卜素。
【详解】
A、研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A错误；
B、层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，生理盐水或磷酸盐缓冲液起不到层析的效果，B错误；
C、层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C错误；
D、绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：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）。由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻只有两条色素带，不含有叶黄素和叶绿素b，D正确。
故选D。
15．（2019·全国·高考真题）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40g，其增加的质量来自于
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
D．光、矿质元素和空气
【答案】A
【解析】
【分析】
有氧呼吸指：细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底的氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
光合作用的原料：二氧化碳和水，产物有机物和氧气，场所是叶绿体。
【详解】
黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、空气。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
16．（2019·浙江·高考真题）实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )

A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
【答案】B
【解析】
【分析】
由“水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。”可知，DCIP被氢还原，可作为氢载体。 希尔反应可以测定DCIP溶液的颜色变化或测量生成氧气的释放速率。
【详解】
相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制效果较差，A错误；相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C错误；由题图可知，不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲，D错误。故选B。
17．（2019·海南·高考真题）植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是（       ）
A．根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
【答案】D
【解析】
【分析】
物质跨膜运输的方式包括：被动运输和主动运输，前者顺浓度梯度运输，包括自由扩散和协助扩散，后者逆浓度梯度运输，需要载体和能量。
细胞中的水主要分为自由水和结合水。自由水比例升高，代谢加快，抗逆性下降。
【详解】
根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为钾离子跨膜运输需要载体，自由扩散不需要载体，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和[H]，D错误。故选D。
18．（2021·福建·高考真题）下列关于生态茶园管理措施的分析，错误的是（　　）
A．使用诱虫灯诱杀害虫，可减少农药的使用
B．套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力
C．利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率
D．修剪茶树枝叶通风透光，可提高光合作用强度
【答案】C
【解析】
【分析】
农业生产中信息传递的应用：（1）提高农产品和畜产品产量。（2）对有害动物进行控制。
【详解】
A、用黑光灯诱杀害虫属于生物防治，该技术可减少农药的使用，降低环境污染，A正确;
B、豆科植物具有生物固氮能力，可将空气中的氮(N2）转变为含氮的养料，故套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力，B正确；
C、利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率（能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值），C错误；
D、修剪茶树枝叶通风透光，可提高二氧化碳浓度和光照强度，进而提高光合作用强度，D正确。
故选C。
19．（2022·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理
指标
光饱和点（klx）
光补偿点（lx）
低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1）
叶绿素含量（mg·dm-2）
单株光合产量（g干重）
单株叶光合产量（g干重）
单株果实光合产量（g干重）
不遮阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮阴2小时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮阴4小时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2小时       B．2小时       C．4小时       D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
【答案】(1)     叶绿素含量     光合速率     呼吸速率     低于5klx光合曲线的斜率
(2)     蔗糖     叶
(3)     下降     A
【解析】
【分析】
实验条件下，植物处于弱光条件，据表分析，植物的叶绿素含量上升、低于5klx光合曲线的斜率增大、光补偿点和饱和点都下降，植物的光合产量都下降。
(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。
低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物（蔗糖）形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长（4小时）遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
【点睛】
本题以遮阴条件下对花生植株的光合速率、光饱和点、补偿点及叶绿素含量等的影响实验为情境，考查了光合作用、呼吸作用、植物体内的物质变化和运输，旨在考查学生的阅读审题能力、实验谈及能力，以及科学思维科学探究的核心素养。
20．（2020·浙江·高考真题）某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题：
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究_____。在相同时间内，用_____玻璃纸罩住的实验组释放量最少。光合色素主要吸收_____光，吸收的光能在叶绿体内将分解为___。
（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是_____，引起溶液pH的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时和三碳酸的含量与密封前相比分别为______。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将____，其主要原因是______。
【答案】     光波长对光合作用的影响     绿色     红光和蓝紫     、和     黑藻将溶液中的转化为有机物     下降、下降     减弱、减弱     高温导致酶的结构改变，活性下降
【解析】
【分析】
本实验的目的为探究环境因素对光合作用的影响，根据所给的实验材料可推知所要探究的环境因素有pH、光波长、光照强度等。
【详解】
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同波长的光，可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为、和。
（2）二氧化碳含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的转化为有机物，所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，会使外界二氧化碳不能及时补充，导致和三碳酸的含量与密封前相比均下降。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
【点睛】
本题考查光合作用，考查对叶绿体中色素种类、颜色、吸收光谱的识记和对光合作用影响因素的理解。
21．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。

回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
【答案】(1)     高      遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2)糖类等有机物
(3)     光照条件     A组、C组     遮光程度     探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
【解析】
【分析】
分析题图a可知，A组未遮阴，B组植株一半遮阴（50%遮阴），C株全遮阴（100%遮阴）。
(1)分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。
(2)比较图b中B1叶绿素含量为 5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1净光合速率为20.5，B2组的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为（5.3+3.9）÷2=4.6，净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B组均高于A组，推测B组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更快。
(3)分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组、C组为对照，并保证除遮光条件外其他环境条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
22．（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是_____________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。
(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有_________特性。
【答案】(1)     能     种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2)     不能     光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花
(3)耐受酒精毒害
【解析】
【分析】
种子萌发初期，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，有机物含量逐渐减少；当幼苗出土、形成绿叶后，开始通过光合作用合成有机物，但光合作用大于呼吸作用时，植株有机物开始增加。
(1)种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2μmol/(s•m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。
(2)将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。
(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
23．（2022·山东·高考真题）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。

分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过______发挥作用。
【答案】(1)蓝紫
(2)     五碳化合物供应不足
     CO2供应不足     强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
(3)     减弱     促进光反应关键蛋白的合成
【解析】
【分析】
该实验探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，自变量是对幼苗不同的处理，因变量为光合作用强度，由曲线可知，BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。
(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
24．（2022·全国·高考真题）根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物（如C3植物和C4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）。
(2)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）。
(3)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，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是______________。
【答案】(1)O2、[H]和ATP
(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【解析】
【分析】
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：（1）光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；（2）光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余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。
(3)C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
25．（2022·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。

回答下列问题：
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。
(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是____________。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被____________光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞____________，细胞吸水，气孔开放。
(3)生产上选用__________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
【答案】(1)     层析     3-磷酸甘油酸
(2)     光合速率大，消耗的二氧化碳多     蓝     溶质浓度升高
(3)     不同颜色     光强度     光照时间
【解析】
【分析】
分析图1：蓝光光照比红光光照下光合速率大、气孔导度大、胞间CO2浓度低。
分析图2 ：表示该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理对气孔导度的影响：蓝光刺激可引起的气孔开放程度增大，绿光刺激不影响气孔开放程度，先蓝光后绿光处理也基本不影响气孔开放程度，先蓝光再绿光后蓝光处理气孔开放程度增大的最多。由此可知绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转。
(1)各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，所以常用纸层析法分离光合色素。光合色素吸收的光能通过光反应过程转化为ATP和NADPH中的化学能，用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原，将能量转移到有机物中。
(2)据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是蓝光照射下尽管气孔导度大，但光合速率大，消耗的二氧化碳多。分析图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转，并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比只用蓝光刺激更明显。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高，细胞吸水膨胀，内侧膨胀的多，气孔侧内陷，气孔开放。
(3)生产上选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜可获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射，利于提高光合速率，利于次生代谢产物的合成。
【点睛】
本题考查了不同光质对光作用过程中，气孔导度（气孔的开放程度）、胞间CO2浓度、光合速率的影响，解题关键是知道所学的光作用过程的相关知识，并结合题中的图示信息做出准确判断。
26．（2021·江苏·高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。


(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。
(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生______；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了___个CO2分子。
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养10~14d大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg-1chl•h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。
实验步骤的目的
简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液
寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组
①_______________
②_______________
对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定
用氧电极测定叶片放氧
③_______________
称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
【答案】(1)     类囊体薄膜     叶绿素、类胡萝卜素
(2)     C5     12
(3)     [H]     ATP
(4)     在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮     减少叶片差异造成的误差
     叶绿素定量测定（或测定叶绿素含量）
【解析】
【分析】
图示表示植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖的合成以及呼吸作用过程的代谢途径，设计实验研究线粒体对光合作用的影响。
(1)光合作用光反应场所为类囊体薄膜，将光能转变成化学能，参与该反应的光和色素是叶绿素、类胡萝卜素。
(2)据题意在暗反应进行中为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用；一分子蔗糖含12个C原子，C5含有5个碳原子，据图固定1个CO2合成1个C3，应为还要再生出C5，故需要12个CO2合成一分子蔗糖。
(3)NADPH起还原剂的作用，含有还原能，呼吸作用过程中能量释放用于合成ATP中的化学能和热能。
(4)设计实验遵循单一变量原则，对照原则，等量原则，对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素丙酮溶液。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差。称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。
【点睛】
本题主要考查光合作用与呼吸作用的过程，线粒体与叶绿体功能的理解和应用，意在增强学生设计实验的能力，题目难度中等。
27．（2021·海南·高考真题）植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是____________。除通气外，还需更换营养液，其主要原因是____________。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是____________。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在____________点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，该条件下B点的移动方向是____________。

(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度____________；若将培植区的温度从T5调至T6，培植24h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量________________________。

【答案】(1)     增加培养液中的溶氧量，促进根部细胞进行呼吸作用     根细胞通过呼吸作用产生二氧化碳溶于水形成碳酸，导致营养液pH下降；植物根系吸收了营养液中的营养元素，导致营养液成分发生改变
(2)     植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光     B     右上方
(3)     低 下降
【解析】
【分析】
影响光合作用的主要因素有：光照强度、二氧化碳浓度、温度等；第（2）题图表示光照强度对光合速率的影响，第（3）题图表示温度对光合速率和呼吸速率的影响。
(1)营养液中的生菜长期在液体的环境中，根得不到充足的氧，影响呼吸作用，从而影响生长，培养过程中要经常给营养液通入空气，其目的是促进生菜根部细胞呼吸；营养液中的无机盐在培植生菜的过程中会被大量吸收，导致营养液成分改变；并且根细胞通过呼吸作用产生二氧化碳溶于水形成碳酸，导致营养液pH下降，因此需要更换培养液。
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以选用红蓝光组合LED灯培植生菜可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量；B点为光饱和点对应的最大光合速率，因此培植区的光照强度应设置在B点所对应的光照强度，根据题干“为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度”可知：该条件下光合速率增大，则B点向右上方移动。
(3)根据曲线可知：在此曲线中光合速率的最适温度为T5，而在该实验温度范围内呼吸速率的最适温度还未出现，所以光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低，若将培植区的温度从T5调至T6，导致光合速率减小而呼吸速率增大，生菜植物的有机物积累量将下降。
【点睛】
本题结合曲线图，主要考查光照强度与温度对光合速率的影响，注意认真分析题图，弄清影响呼吸作用与光合作用的因素是解题关键。
28．（2021·湖北·高考真题）北方农牧交错带是我国面积最大和空间尺度最长的一种交错带。近几十年来，该区域沙漠化加剧，生态环境恶化，成为我国生态问题最为严重的生系统类型之一。因此，开展退耕还林还草工程，已成为促进区域退化土地恢复和植被重建改善土壤环境、提高土地生产力的重要生态措施之一研究人员以耕作的农田为对照，以退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地，调查了退耕还林与还草不同类型样地的地面节肢动物群落结构特征，调查结果如表所示。
样地类型
总个体数量（只）
优势类群（科）
常见类群数量（科）
总类群数量（科）
农田
45
蜉金龟科、蚁科、步甲科和蠼螋科共4科
6
10
柠条林地
38
蚁科
9
10
杨树林地
51
蚁科
6
7
自然恢复草地
47
平腹蛛科、鳃金龟科、蝼蛄科和拟步甲科共4科
11
15


回答下列问题：
(1)上述样地中，节肢动物的物种丰富度最高的是___________，产生的原因是___________。
(2)农田优势类群为4科，多于退耕还林样地，从非生物因素的角度分析，原因可能与农田中___________较高有关（答出2点即可）。
(3)该研究结果表明，退耕还草措施对地面节肢动物多样性的恢复效应比退耕还林措施___________（填“好”或“差”）。
(4)杨树及甲、乙两种草本药用植物的光合速率与光照强度关系曲线如图所示。和甲相比，乙更适合在杨树林下种植，其原因是______________________。
【答案】(1)     自然恢复     草地自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间
(2)水、无机盐（矿质营养）
(3)好
(4)杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，弱光下乙净光合速率高
【解析】
【分析】
据表分析可知，以耕作的农田为对照，退耕后人工种植的柠条（灌木）林地和弃耕后自然恢复草地的节肢动物总类群较大，说明恢复效果较好，退耕后人工杨树林地节肢动物总类群较小，恢复效果较差。据图分析可知，乙植物的光补偿点和光饱和点较低，适合在光照较弱的条件下生长，属于阴生植物。
(1)群落中物种数目的多少称为丰富度，据表可知，自然恢复草地的总类群数是15，因此物种丰富度最高，草地自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间，因此自然恢复草地节肢动物更多。
(2)农田与其他退耕还林样地相比，人们会在农田中灌溉和施肥，从而使农作物产量提高，因此从非生物因素的角度分析，农田优势类群更多的原因是水和无机盐。
(3)据表分析可知，退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地的节肢动物总类群分别为10和7，弃耕后自然恢复草地的节肢动物总类群为15，由此可知退耕还草措施对地面节肢动物多样性的恢复效应比退耕还林措施好。
(4)据图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点都比甲植物，杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，且弱光下乙净光合速率高，因此和甲相比，乙更适合在杨树林下种植。
【点睛】
本题考查群落演替、光合作用的的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。
29．（2021·辽宁·高考真题）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2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CO2的固定。回答下列问题：
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2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HCO3-浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。

(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-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CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。

①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力__________（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
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CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________技术。
(4)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__________。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，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CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
【答案】(1)     三碳化合物     叶绿体基质
(2)     叶绿体     呼吸作用和光合作用
(3)     高于     NADPH和ATP     吸能     同位素示踪
(4)AC
【解析】
【分析】
光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生[H]和氧气，以及ATP的合成；
（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供[H]和ATP。
(1)光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
(2)图示可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
(3)①PEPC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CO2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。
(4)A、改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A符合题意；
B、改造植物的PEPC基因，抑制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不符合题意；
C、改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合题意；
D、将CO2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，D不符合题意。
故选AC。
【点睛】本题的知识点是光合作用的过程，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系戎知识网络，并学会根据题干和题图获取信息，利用相关信息结合所学知识进行推理、解答问题。
30．（2021·天津·高考真题）Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。
(1)蓝细菌具有CO2浓缩机制，如下图所示。

注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散
据图分析，CO2依次以___________和___________方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度，从而通过促进___________和抑制___________提高光合效率。
(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧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___________中观察到羧化体。
(3)研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO3-和CO2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___________，从而提高光合速率。
【答案】(1)     自由扩散     主动运输     CO2固定     O2与C5结合
(2)叶绿体
(3)     提高     提高
【解析】
【分析】
由题干信息可知，植物在光下会进行一种区别于光合作用和呼吸作用的生理作用，即光呼吸作用，该作用在光下吸收O2形成C3和C2，该现象与植物的Rubisco酶有关，它催化五碳化合物反应取决于CO2和O2的浓度，当CO2的浓度较高时，会进行光合作用的暗反应阶段，当O2的浓度较高时，会进行光呼吸。
(1)据图分析，CO2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CO2转运蛋白协助并消耗能量，为主动运输过程。蓝细菌通过CO2浓缩机制使羧化体中Rubisco周围的CO2浓度升高，从而通过促进CO2固定进行光合作用，同时抑制O2与C5结合，进而抑制光呼吸，最终提高光合效率。
(2)若蓝细菌羧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羧化体。
(3)若转入HCO3-和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上可以增大羧化体中CO2的浓度，使转基因植株暗反应水平提高，进而消耗更多的[H]和ATP，使光反应水平也随之提高，从而提高光合速率。
【点睛】
本题考查光合作用和光呼吸的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲理解层次的考查。
31．（2021·北京·高考真题）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
(1)豌豆叶肉细胞通过光合作用在__________中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
(2)细胞内T6P的合成与转化途径如下：
底物T6P海藻糖
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株__________，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
(3)本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因__________对种子发育产生的间接影响。
(4)在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果________。
①U-R基因       ②U-S基因       ③野生型植株④U-P植株       ⑤突变体r植株
【答案】(1)叶绿体基质
(2)低
(3)在其他器官（过量）表达
(4)②⑤     与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩
①④     与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒
②④     与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒
【解析】
【分析】
1、光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，其中光合作用的光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行；暗反应阶段，在叶绿体基质上进行。
2、启动子是位于基因的首端，是一段特殊的DNA序列，用于驱动基因的转录。
(1)豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程，该过程发生在叶绿体基质中。
(2)结合题意可知，P酶基因与启动子U结合后则可启动U基因表达，则P基因在种子中表达增高，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，故预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株低。
(3)结合题意可知，启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达，该过程可以排除由于目的基因在其他器官（过量）表达对种子发育产生的间接影响。
(4)分析题意可知，本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，且结合（2）可知，U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：
②（U-S基因，S酶可以较高表达）⑤ （R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①（U-R基因，R基因表达较高）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②（U-S基因，S酶可以较高表达）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
【点睛】
本题主要考查光合作用和基因的表达等知识点，要求学生掌握光合作用的过程以及物质变化和发生的场所，理解基因表达的过程和意义，能够正确获取有效信息是突破该题的关键。
32．（2021·山东·高考真题）光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2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 S oBS 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 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。

（1）光呼吸中 C5与 O2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 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是___。
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）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/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【答案】     基质     光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多     低     喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2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     100～300
【解析】
【分析】
题意分析，光呼吸会抑制暗反应，光呼吸会产生CO2。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS 溶液后由表格数据可知，光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。
【详解】
（1）C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，则光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。
（2）叶片吸收和放出CO2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CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2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）光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，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 SoBS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100～300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【点睛】
本题着重考查了光合作用的影响因素等方面的知识，意在考查考生能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。
33．（2021·浙江·高考真题）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：

（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于__________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物__________的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物__________的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中__________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是_________；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是__________。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是__________。为确定叶片光合产物的去向，可采用__________法。
【答案】     液泡     ATP和NADPH     三碳糖磷酸     光反应     较低、较高     光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少     淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比     14CO2的同位素示踪
【解析】
【分析】
1、分析图甲可知：在A点之前，随光照强度增大，大豆叶片净光合速率均增大，且高磷和低磷对其没有影响；A点之后，低磷条件下，随光照强度增加，净光合速率不再明显增大，最后稳定，高磷条件下，随光照强度增加，净光合速率先明显增大，最后稳定。
2、分析图乙可知：该实验是在16h光照，8h黑暗条件下，研究无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响，实验分为4组，分别为高磷、淀粉组；低磷、淀粉组；高磷、蔗糖组；低磷、蔗糖组。
【详解】
（1）成熟植物细胞具有中央大液泡，是植物细胞贮存无机盐类、糖类、氨基酸、色素等的“大仓库”，所以无机磷主要贮存于大液泡中。光合作用过程中，光反应产物有O2、ATP和[H]（NADPH），而磷酸基团是ATP和NADPH的组分，也是RuBP（核酮糖二磷酸）和三碳糖（三碳糖磷酸）的组分，其中三碳糖磷酸是经卡尔文循环产生并可运至叶绿体外转变成蔗糖。
（2）图甲中O～A 段，随光照强度增大，净光合速率均增大，表明这时限制因素为光照强度，即光反应限制了光合作用；且高磷和低磷条件下大豆叶片净光合速率的曲线完全重合，说明无机磷不是光合作用中光反应过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖含量低，而淀粉含量高；不论高磷、低磷，24h内淀粉含量的变化趋势均为光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。
（3）光电比色法是借助光电比色计来测量一系列标准溶液的吸光度，绘制标准曲线，然后根据被测试液的吸光度，从标准曲线上求出被测物质的含量的方法。淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比，可用于糖的定量，故用光电比色法测定淀粉含量；为确定叶片光合产物的去向，可采用（放射性）同位素示踪法标记14CO2，通过观察放射性出现的位置进而推测叶片光合产物的去向。
【点睛】
本题考查光反应和暗反应过程中物质变化、影响光合作用速率的因素以及生物科学的研究方法的运用，解答本题需要考生结合题图曲线变化趋势，总结变化规律，准确答题。
34．（2021·湖南·高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：

（1）图b表示图a中的______结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会______（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。

叶绿体A：双层膜结构完整
叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤
叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂
叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量
100
167.0
425.1
281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量
100
106.7
471.1
109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_________（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于_________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_________。
【答案】     类囊体膜     NADPH     减慢     Fecy     实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy具有亲水性，而DCIP具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用     类囊体上的色素吸收光能、转化光能     ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
【解析】
【分析】
图a表示叶绿体的结构，图b中有水的光解和ATP的生成，表示光合作用的光反应过程。
【详解】
（1）光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。
（2）①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy具有亲水性，而DCIP具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用
②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。
③根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
【点睛】
解答本题可结合生物学结构与功能相适应的基本观点。叶绿体中类囊体薄膜有最大的膜面积，有利于色素分布和吸收光能，类囊体松散时避免了相互的遮挡，更有利于色素吸收光能。
35．（2021·全国·高考真题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）
【答案】     细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜）     细胞呼吸     蒸腾作用丢失大量水分     光合作用（暗反应）     实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。
预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。

【解析】
【分析】
据题可知，植物甲生活在干旱地区，为降低蒸腾作用减少水分的散失，气孔白天关闭、晚上打开。白天气孔关闭时：液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，光合作用生成的氧气和有机物可用于细胞呼吸，白天能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而晚上虽然气孔打开，但由于无光照，叶肉细胞只能进行呼吸作用，能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
【详解】
（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸（或呼吸作用）释放的CO2。
（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。
（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。
实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。
预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
【点睛】
解答本题的关键是明确实验材料选取的原则，以及因变量的检测方法和无关变量的处理原则。
36．（2021·浙江·高考真题）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。

回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的产物有_________和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率_________，理由是_________。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
【答案】     光密度值     高     高光强     吸能     ATP、NADPH     小     绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率     360
【解析】
【分析】
分析甲图，相同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，相同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，相同光强度下，温度在25℃之前，随着温度升高，绿藻放氧速率（净光合速率）加快。相同温度下，高光强的绿藻放氧速率（净光合速率）更大。
【详解】
（1）叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解（产生NADPH和氧气）和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【点睛】
解答此题需从图表中提取信息，分析表中反映自变量与因变量相应数据的变化规律和曲线的变化趋势。在此基础上结合题意对各问题情境进行分析解答。
37．（2020·海南·高考真题）在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。

（1）据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是_________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度____________。
（2）为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10~14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是_____________________。
（3）小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是_____________________________。
【答案】     光照强度     降低     B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低     C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C的净光合作用降低，产量下降，因此C的蔬菜产量低于B
【解析】
【分析】
影响光合作用的环境因素:光照、二氧化碳浓度、温度、水、矿质元素等该题以一天的时间来代替光照强度，中午因为光照强度过强，气孔关闭影响光合作用的暗反应从而影响整个光合作用过程。温度的变化会引起光合作用和呼吸作用相关酶活性影响光合和呼吸作用，植物的产量既有机物的积累，是植物一天光合作用的产物减去呼吸作用所消耗的有机物：净光合作用=总光合作用-呼吸作用。
【详解】
（1）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，与10时相比，7时光照强度弱，此时，影响光合作用的主要因素是光照强度，10时到12时，从图中分析可知，光合作用强度在降低；
（2）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，当光照强度持续增加同时温度上升，会对植物组织内部灼烧，部分气孔关闭，导致植物从外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用强度降低；
（3）当温度升高后，与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净光合速率降低，蔬菜的有机物积累减少，产量降低。
【点睛】
本题主要考察环境对植物光合作用的影响，需要学生能够根据光合作用过程所需原料、酶进行综合分析，对学生的要求较高。
38．（2020·北京·高考真题）阅读以下材料，回答（1）~（4）题。
创建D1合成新途径，提高植物光合效率
植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSII的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSII得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSII的修复，进而影响光合效率。
叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSII修复效率降低。如何提高高温或强光下PSII的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领城科学家的问题。
近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8．1%~21．0%之间。
该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着溫室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。
（1）光合作用的__________反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与__________形成的复合体吸收、传递并转化光能。
（2）运用文中信息解释高温导致D1不足的原因___________。
（3）若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是： ________________。
（4）对文中转基因植物细胞D1合成“双途径”的理解，正确的叙述包括__________。
A．细胞原有的和补充的psbA基因位于细胞不同的部位
B．细胞原有的和补充的D1的mRNA转录场所不同
C．细胞原有的和补充的D1在不同部位的核糖体上翻译
D．细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所不同
E．细胞原有的和补充的D1发挥的作用不同
【答案】     光反应     叶绿体的色素     ①高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成     提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产     ABC
【解析】
【分析】
叶绿体呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里，叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上．在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶；叶绿体是半自主细胞器。
【详解】
（1）光合作用的光反应过程在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与叶绿体的色素形成复合体。
（2）根据文中信息“高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏，编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程”，所以高温导致D1不足的原因有：①高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成。
（3）根据题干信息“与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著，提高转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高”，所以选择高温相应启动子psbA基因表达的优点是提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产。
（4）D1合成双途径只①编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，所以D1在叶绿体中编码合成；②将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中，所以D1也可以通过细胞核基因编码控制合成。
A、根据以上分析，细胞原有的基因位于叶绿体中，而补充的psbA基因位于细胞核中，A正确；
B、细胞原有的的转录场所在叶绿体，而补充的D1的mRNA转录场所在细胞核中，B正确；
C、细胞原有的的翻译场所在位于叶绿体的核糖体上进行，而补充的D1在位于细胞质中的核糖体进行翻译过程，C正确；
D、细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所都是在叶绿体中合成PSII，D错误；
E根据D项分析，二者作用都是去合成PSII，E错误。
故选ABC。
【点睛】
本题需要考生仔细阅读文章，从文章中找到有用的信息同时结合光合作用的过程进行分析作答。
39．（2020·江苏·高考真题）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：

（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和__________。
（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO2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合成蔗糖的酶存在于__________。
（3）根瘤菌固氮产生的NH3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。
（4）CO2和N2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。
（5）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__________。
【答案】     类囊体（薄）膜     C5     叶绿体基质     细胞质基质     肽     光能     糖类     非还原糖较稳定
【解析】
【分析】
本题主要考查光合作用、蛋白质合成及ATP的有关知识。依据有关知识，结合题图可以顺利解决本题的问题。
【详解】
（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上；暗反应在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的CO2和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三碳化合物；
（2）据图所示可知，CO2进入叶绿体基质形成PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然后PGA被还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在于细胞质基质中；
（3）NH3中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键；
（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP；（5)葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定。
40．（2020·山东·高考真题）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。

（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。
（2）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：增加或减少）。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________________。
（3）在与植物光合作用固定的CO2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________________。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
【答案】     模块1和模块2     五碳化合物（或：C5）     减少     模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足     高于     人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)     叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【解析】
【分析】
1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
比较项目
光反应
暗反应
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、NADP+、水
物质变化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的还原：2C3（CH2O）+C5
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
联系
①光反应为暗反应提供[H]和ATP；
②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；
③ 光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。

2、分析题图，模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，模块3将活跃的化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块2相当于光反应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为C5，乙为C3。
【详解】
（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。
（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。
（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
【点睛】
本题主要考查了光合作用过程中光反应和暗反应之间的区别与联系，以及影响光合作用速率的因素，需要考生识记相关内容，联系图中三个模块中能量和物质的变化，结合题干进行分析。
41．（2019·全国·高考真题）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主要原因是_________________。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。______
【答案】     增强     降低     气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少     实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
【解析】
【分析】
本题以干旱处理后植物根细胞中溶质浓度变化、叶片中的脱落酸(ABA)含量变化和叶片气孔开度变化为背景考查渗透作用、光合作用和实验设计等相关知识。当细胞中溶质浓度增大时，细胞渗透压增大，对水分子吸引力也增大；叶片气孔开度变化会影响植物对二氧化碳的吸收，进而影响光合作用的暗反应；实验设计必须遵循单一变量原则、等量原则、对照原则等。
【详解】
（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。
（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降；
（3）根据题意分析可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。
①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的。
②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。
【点睛】
本题的难点是实验设计，要设计验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的实验，既要证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的，又要证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的，从而增加了题目的难度。
42．（2019·浙江·高考真题）回答与光合作用有关的问题：
（1）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%CO2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CO2供应，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键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体______中。
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下前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。
【答案】     增加     ATP和 NADPH     增加     基质     类胡萝卜素     蓝紫光和红     低温
【解析】
【分析】
光合作用的速率受到各种因素影响，改变环境中的CO2含量会影响碳反应的速率以及3-磷酸甘油酸和RuBP的含量，碳反应的场所位于叶绿体基质中。
光合作用色素的提取和分离实验中，最终获得的滤纸条上为分离出的光合色素，自上而下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。
【详解】
（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量增加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停止CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中；
（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【点睛】
此题考查了“探究环境因素对光合作用的影响”和“光合色素的提取与分离”两个活动，需要学生在掌握课本基础知识的前提下能够灵活结合题干信息进行分析。细胞活动中提供能量的物质为ATP，但是结合3-磷酸甘油酸还原成三碳糖这一反应为还原反应则还需要考虑到有NADPH作反应能量。
43．（2019·浙江·高考真题）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用__________的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并__________标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物________。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当__________后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。

（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100mmol/LNaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是____________________。实验中设置了前后自身对照，还可设置__________作为空白对照。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用____________________（答出两点即可）。
【答案】     同位素14 C标记     提取     分离     突然降低CO2浓度     NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显     不加NaCl的完全营养液     单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量
【解析】
【分析】
1、在探究细胞代谢有关物质的来源与去向时，可采用同位素标记法。
2、由题图可知，采用100mmol/LNaCl处理时，植物幼苗的光合作用速率及气孔导度均减小。
【详解】
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，可以用14C标记 CO2，作为小球藻光合作用的原料。然后，每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇以杀死小球藻并提取被标记代谢产物。并采用双向纸层析分离被标记的代谢产物。为了判断固定CO2的物质是否为二碳分子，可突然降低CO2浓度，观测哪些化合物的含量升高。发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子，而是RuBP。
（2）由题图可知，在100mmol/LNaCl的完全营养液中，光合作用速率及气孔导度均下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显。本实验中设置了前后自身对照，还可设置不加NaCl的完全营养液作为空白对照。测量光合作用速率的指标可采用单位时间单位叶面积的O2释放量或CO2吸收量、单位时间单位叶面积的干物质积累量等。