2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 012-课时作业9 光合作用的原理（教用）

这是一份2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 012-课时作业9 光合作用的原理（教用），共13页。
1．（2024·贵州卷·3）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（ ）
A. 叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B. 分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C. 光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D. 测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
【答案】D
【解析】绿叶中不同色素呈现不同颜色，叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，胡萝卜素为橙黄色，叶黄素为黄色，光合色素相对含量不同可使叶色出现差异，如叶绿素含量/类胡萝卜素含量的值高时，叶片呈绿色，该值低时叶片发黄，C正确；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此使用蓝紫光波段测定的为叶绿素和类胡萝卜素的总含量，D错误。
2．如图是某同学用无水乙醇提取的某种植物叶绿体中的色素，即在圆心处滴加适量色素滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果出现不同颜色的4个同心圆。下列叙述合理的是 （ ）
A. 实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致所有色素环颜色变浅
B. 实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好
C. 植物的叶片呈现绿色，是由于光合色素对绿光的吸收最少，大部分绿光被反射
D. 叶绿体中所有色素的合成都需要Mg2+和光照
【答案】C
【解析】实验研磨操作中若加入的二氧化硅（使研磨充分）过少，会使提取的光合色素较少，会导致所有色素环颜色变浅；如果加入的碳酸钙（保护叶绿素）过少，会导致叶绿素被破坏，不会影响类胡萝卜素的量，所以只有部分色素环变浅，A错误。实验中对研磨液过滤时采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收量少，大部分绿光被反射，使植物的叶片呈现绿色，C正确。只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光照，D错误。
3．（2025·陕西西安交大附中段考）为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 若在光照低温条件下，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失
B. 本实验的自变量是叶绿素含量
C. 由图中曲线可知，经低温和暗处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显
D. 纸层析法分离叶片色素，曲线4色素带由上到下第一、二条会明显变窄
【答案】A
【解析】由曲线4与其他曲线对比可知，若在光照低温条件下，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失，A正确；分析曲线图可知，本实验的自变量为是否遮光、温度，因变量为叶绿素含量，B错误；由图中曲线对比可知，曲线4（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，C错误；纸层析法分离题述叶片色素，曲线4叶绿素含量较少，因此由上到下第三、四条色素带会明显变窄，D错误。
4．（2025·四川雅安联考）蓝细菌有着非常特别的膜系统，包括外膜、周质膜及类囊体膜。类囊体膜上有完备的蛋白色素复合体。下列说法正确的是（ ）
A. 蓝细菌的类囊体膜位于其叶绿体内
B. 蓝细菌的类囊体上只含藻蓝素，不含叶绿素
C. 蓝细菌细胞的最外层结构是细胞膜
D. 蓝细菌可在类囊体膜上完成光能到化学能的转化
【答案】D
【解析】蓝细菌为原核生物，其细胞结构中没有叶绿体，A错误；蓝细菌的类囊体上含有藻蓝素和叶绿素，B错误；蓝细菌细胞的细胞膜外层还有细胞壁等结构，C错误。
5．（2026·山东省实验中学二模）下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的是（ ）
A. 图示中能产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体
B. 图中HCO3−浓度大小为细胞外> 细胞质基质> 叶绿体基质> 类囊体腔
C. 水光解产生的H+可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量
D. 光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境
【答案】D
【解析】图中能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误；根据图中离子运输方向和ATP消耗情况判断，HCO3−进入细胞是主动运输，从细胞质基质进入叶绿体基质也是主动运输，所以HCO3−浓度大小为细胞外< 细胞质基质< 叶绿体基质，B错误；水光解产生的H+可进一步形成NADPH，为暗反应提供还原剂和能量，C错误；从图中可知，光反应产生的H+可用于将HCO3−转化为CO2，确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境，D正确。
6．（2026·湖北襄阳四中质检）为研究光合作用过程中ATP产生机理，科学家进行以下实验：黑暗条件下，原先在pH=8的溶液中的离体叶绿体类囊体被置于pH=4的酸性溶液中，平衡之后被转移到pH=8的溶液中，结果ATP开始合成。据此推测下列说法错误的是（ ）
A. 自然条件下，2植物体叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP
B. 此实验中在黑暗条件下合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度，为ATP合成提供了能量
C. 植物叶绿体光照下产生ATP，其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度
D. 此实验中叶绿体类囊体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气
【答案】A
【解析】自然条件下植物叶片中的叶绿体在光照条件下通过光反应产生ATP，而黑暗条件下光反应无法进行，无法生成ATP，A错误。实验中类囊体在pH=4的溶液中平衡后，内部H+浓度高，转移到pH=8的溶液中形成H+梯度。H+顺浓度梯度流出时通过ATP合成酶驱动ATP合成，该过程能量来源于H+梯度，B正确。光照下叶绿体通过光反应分解水产生H+，并主动运输H+至类囊体内，形成H+梯度，这是ATP合成的能量来源，C正确。氧气释放是光反应中水分解的结果，而实验中黑暗条件下无光反应发生，因此不会释放氧气，D正确。
7．（2025·福建南平三模）在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，光照下可以释放氧气。科研小组在此基础上，用不同浓度的蔗糖溶液配制成叶绿体悬浮液，加入2,6− 二氯靛酚（蓝色的2,6− 二氯靛酚可被还原为无色），一段时间后观察溶液颜色变化，结果如表。
注:“+”越多代表蓝色越深。
下列叙述错误的是（ ）
A. 该实验可探究渗透压对叶绿体活性的影响
B. 实验中加入2,6−二氯靛酚含量和浓度应相同
C. 2,6−二氯靛酚与希尔反应中铁盐的作用相似
D. 本实验中蓝色越深，水分解产生的氧气越多
【答案】D
【解析】蓝色越深（“+”越多）→2,6−二氯靛酚被还原越少→ 叶绿体活性越低，电子传递越弱→ 水分解产生的氧气越少，D错误。
8．（2025·黑龙江大庆实验中学质检）如图是黑农5号大豆叶肉细胞光合作用过程示意图（字母代表物质），PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，从而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，防止强光对叶肉细胞造成损伤，下列相关说法错误的是（ ）
A. H+经过Z蛋白外流的同时，细胞利用C物质来合成B物质
B. 叶绿素分子中被光激发的e−，经传递到达D结合H+后生成NADPH
C. 提高Z蛋白的活性不利于PSBS发挥功能
D. 物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5的含量将升高
【答案】A
【解析】C、E可用于C3的还原，E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP，当H+顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用H+化学势能把ADP和Pi转化为ATP并储存能量，即细胞利用B合成了C，A错误。
9．（2025·湖南长沙质检）如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收、利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，其中PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中。图中实线为电子的传递过程，虚线为H+的运输过程。以下说法正确的是（ ）
A. ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在进行H+逆浓度梯度运输的同时催化ATP的合成
B. 图中类囊体膜两侧H+浓度差是由H2O光解、PQ主动运输H+和合成NADPH消耗H+形成的
C. 图中电子传递的过程中，最初提供电子的物质为水，最终接受电子的物质为NADPH
D. 光能被捕获后将水分解成O2、H+和e−，最终全部转化为ATP中活跃的化学能
【答案】B
【解析】H2O光解产生H+，PQ利用高能电子的能量逆浓度梯度运输，将H+运输进类囊体腔，导致类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在从类囊体腔顺浓度梯度运输H+至叶绿体基质的同时催化ATP的合成，A错误；图中最终接受电子的物质为NADP+，C错误；光能被捕获后将水分解成O2、H+和e−，最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，D错误。
10．（2025·山东烟台期末）磷酸丙糖(TP)是卡尔文循环最先产生的糖。叶绿体膜上的磷酸丙糖转运体(TPT)能将TP运出叶绿体的同时，将无机磷酸(Pi)运入叶绿体。当细胞质基质中Pi浓度高时，TP通过TPT运出叶绿体，合成蔗糖；反之，TP就滞留在叶绿体中，合成淀粉暂时储存。下列说法正确的是（ ）
A. 催化TP合成蔗糖的酶主要存在于叶绿体基质中
B. 大田种植甘蔗时，可适当施加磷肥提高甘蔗蔗糖含量
C. 叶肉细胞的光合产物主要是以淀粉形式运出细胞的
D. 若突然停止光照，短时间内C5含量将升高，TP含量将降低
【答案】B
【解析】催化TP合成蔗糖的酶主要存在于细胞质基质中，而不是叶绿体基质中，A错误；大田种植甘蔗时，适当施加磷肥可提高细胞质基质中Pi浓度，促进TP通过TPT运出叶绿体合成蔗糖，从而提高甘蔗蔗糖含量，B正确；由题干可知，叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的，而不是淀粉，C错误；若突然停止光照，光反应停止，ATP和NADPH合成减少，C3还原减慢，C5生成减少，消耗不变，所以C5含量将降低，D错误。
11．某植物叶片白天气孔关闭，晚上气孔开放吸收固定CO2，如图是其叶肉细胞发生的生理过程，实线代表白天发生的物质变化，虚线代表晚上发生的物质变化。G6P、PEP、OAA分别指葡萄糖−6−磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸、草酰乙酸。CO2与C5和PEP反应分别需要RuBP羧化酶、PEP羧化酶的催化，下列说法不正确的是（ ）
A. 该植物叶肉细胞内CO2固定的直接产物是OAA和C3
B. 叶绿体中光合作用所利用的CO2都来自苹果酸分解释放的CO2
C. 若叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸速率，植物的干重不一定增加
D. 题述CO2的固定途径是植物对高温环境水分过度蒸发的适应
【答案】B
【解析】据图可知，在细胞质基质中CO2与PEP生成OAA，然后经过一系列的变化，在叶绿体中CO2与C5结合形成C3，A正确；叶绿体中光合作用所利用的CO2来源于细胞呼吸产生的CO2、苹果酸分解产生的CO2等，B错误；植物细胞除了叶肉细胞，还有其他不能进行光合作用的细胞也会进行呼吸作用消耗有机物，叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸速率，植物的干重不一定增加，C正确；白天气温高，为防止水分过度蒸发，气孔会关闭，只有晚上气孔开放吸收固定CO2，这是植物对高温环境水分过度蒸发的适应，D正确。
12．（2024·河北卷·19）（15分）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。
回答下列问题：
（1） 如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中_ _ _ _ 光可被位于叶绿体_ _ _ _ _ _ _ _ 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的C3还原转化为_ _ _ _ _ _ 和_ _ _ _ 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的_ _ _ _ _ _ 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
（2） 光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用_ _ _ _ _ _ _ _ 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （答出两点即可）。
【答案】（1） 蓝；类囊体薄膜；C5；糖类；紫外光
（2） 无水乙醇；叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰
（3） 覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低幼苗受到辐射的同时对其光合作用影响相对较小；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜时幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利于幼苗进行光合作用
【解析】
（1） 植物的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收红光和蓝紫光，因此题述三种光中蓝光可被高效吸收用于光反应。光合作用暗反应阶段C3还原的产物包括糖类和C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
（2） 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂（无水乙醇）中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。
（3） 高原紫外光强烈，据图可知，与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低幼苗受到辐射的同时对其光合作用影响较小；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利于幼苗进行光合作用。
13．（2025·甘肃卷·17）（13分）波长为400～700nm的光属于光合有效辐射(PAR)，其中400～500nm为蓝光（B），600～700nm为红光(R)。远红光(700～750nm,FR)通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例(R/FR)和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如表。回答下列问题。
（1） 植物叶片中_ _ _ _ _ _ 可吸收红光用于光合作用，_ _ _ _ _ _ _ _ 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低；_ _ _ _ _ _ _ _ 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。
（2） 由表中数据可知，施氮肥_ _ _ _ （填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（如图），发现冠层_ _ _ _ 位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 叶绿素；光敏色素；类胡萝卜素
（2） 提高；施氮肥促进了叶绿素合成，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少
（3） B；B处光合有效辐射、红光/远红光的值低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光(700～750nm,FR)通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点
【解析】
（1） 叶绿素能吸收红光和蓝紫光用于光合作用的光反应。光敏色素是一类色素—蛋白复合体，能吸收少量红光和远红光，并通过结构变化传递光信号，调节植物生长发育。据表可知，B位置（低）的PAR、R/FR较低，这是因为上层叶片的叶绿素吸收红光和蓝紫光，减少了透射到下层的光，导致B位置PAR降低，同时由于上层叶片吸收了更多的红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR的值。
（2） 据表中数据可知，与A组相比，A（施氮肥）组的叶绿素含量增加，R/FR减少，叶片厚度下降，与B组相比，B（施氮肥）组的PAR明显下降，说明施氮肥可以促进叶绿素合成，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的光减少。
（3） 据表可知，与A组相比，B组光合有效辐射(PAR)、红光/远红光(R/FR)的值明显降低（远红光相对增多），而光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点。组别
1
2
3
4
蔗糖溶液浓度/(ml⋅L−1)
0.2
0.4
0.6
0.8
颜色深浅
+++
+
++
++++
覆膜处理
叶绿素含量/(mg⋅g−1)
类胡萝卜素含量/(mg⋅g−1)
白膜
1.67
0.71
蓝膜
2.20
0.90
绿膜
1.74
0.65
冠层位置
PAR
R/FR
叶片厚度/μm
叶绿素含量/(μg⋅g−1)
线粒体暗呼吸
A
0.90
3.40
160
0.15
1.08
B
0.20
0.29
100
0.20
1.08
A（施氮肥）
0.70
1.75
150
0.28
1.08
B（施氮肥）
0.02
0.01
——
——
——