(五年高考真题)高考生物第二单元专题六光合作用(全国通用)

专题六光合作用

考点一叶绿体色素的提取和分离

1.(2015·江苏卷，21)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，用石油醚进行纸层析，下图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )

A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低

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

解析本题主要考查光合色素的提取与分离，意在考查生物实验的相关知识，考查理解能力和综合运用所学知识分析问题的能力，难度较大。A项对，由图示可知，强光下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿体含量降低；B项对，类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光降解；C项对，Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同；D项错，画滤液线时，滤液在点样线上画2－3次。

答案ABC

2.(2015·重庆卷，4)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓

度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )

注：适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图

A.黑暗条件下，①增大、④减小

B.光强低于光补偿点时，①、③增大

C.光强等于光补偿点时，②、③保持不变

D.光强等于光饱和点时，②减小、④增大

解析本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，考查识图和分析能力。难度适中。黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，细胞吸收O2，释放CO2，故①增大、④减小，A正确；光补

偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，当光强低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收O2，释放CO2，故①增大、③减小，B错误；当光强等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，细胞不吸收O2，也不释放CO2，②、③保持不变，C正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光照强度，当光强等于光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收CO2，释放O2，②减小、④增大，D正确。

答案 B

3.(2015·福建卷，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。为测定RuBP羧化酶的活

性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是( )

A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质

B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行

C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法

D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高

解析本题考查光合作用过程相关知识，考查识记和理解能力。难度适中。RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A正确；暗反应不需要光，有光条件下也可进行，B错误；实验中利用14C标记CO2并检测产物放射性强度，即采用同位素标记法，C正确；单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D正确。

答案 B

4.(2013·新课标卷Ⅱ，2)关于叶绿素的叙述，错误的是( )

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

解析本题考查叶绿素的组成元素、功能等知识，意在考查考生的识记能力和理解能力。叶绿素a和叶绿素b都含有Mg，A正确；叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应，B正确；叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b，C正确；植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来，D错误。

答案 D

5.(2013·江苏卷，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是( )

A.使用定性滤纸过滤研磨液

B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析

C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次

D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

解析本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验操作注意事项。过滤主要是将滤渣和滤液分开，要用吸附性差的尼龙布而不能用吸附性强的滤纸过滤研磨液；干燥处理定性滤纸是为了让层析液能够更快、更整齐的扩散，使色素更好地分离；画滤液细线时，要等一次画完干燥后才能重复画线2～3次；

叶绿体中色素为脂溶性物质，要用无水乙醇提取。

答案 B

6.(2015·浙江卷，30)某植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合

成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出1分子三碳糖

磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。请回答：

(1)磷除了是光合作用相关产物的组分外，也是叶绿体内核酸和________

的组分。

(2)卡尔文循环中3－磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于________。

(3)若蔗糖合成或输出受阻，则进入叶绿体的________数量减少，使三碳糖磷酸大量积累于________

中，也导致了光反应中合成的________数量下降，卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于________。此时过多的三碳糖磷酸将用于________，以维持卡尔文循环运行。

解析本题主要考查元素、光合作用过程等知识点，意在考查基本概念理解、信息获取和逻辑分析能力。难度适中。(1)磷是构成各种膜的成分之一，也是光合作用相关产物如ATP等的组成成分，同时还是叶绿体内部核酸以及多种与光合作用有关的酶的组成成分。(2)卡尔文循环中3－羧酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于吸能反应。(3)根据题图可知三碳糖磷酸在运出叶绿体外的同时运进1分子磷酸，所以若蔗糖合成受阻或输出受阻则进入叶绿体内的无机磷酸数量减少，同时使大量的三碳糖磷酸积累在叶绿体基质中，导致三碳酸还原受到阻碍，从而使三碳酸还原中需要的光反应产物ATP和NADPH 含量下降，这是一种负反馈调节。此时为了维持卡尔文循环的稳定，根据题图可知过多的三碳糖磷酸将用于合成淀粉等物质。

答案(1)磷脂(2)吸能反应(3) 无机磷酸叶绿体基质ATP 负反馈淀粉合成

考点二光合作用的基本过程

1.(2015·安徽卷，2)右图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正

确的是( )

A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能

B.CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类

C.被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5

D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高

解析本题考查光合的相关知识，考查识记和理解能力。难度适中。ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A错误；CO2的固定必须先与C5反应形成C3方可被[H]还原，一是直接被C5固定形成C3的过程，而C3再经过一系列变化形成糖类，不与[H]反应，B错误；C3化合物被[H]还原后可再形成C5，此过程中需要酶参与，C正确；光照强度由强变弱时，会造成[H]和ATP在短时间内减少，C5的合成速率下降，而其分解速率不变，所以C5的含量会下降，D错误。

答案 C

2.(2014·课标卷Ⅰ，2)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( )

A.O2的产生停止

B.CO2的固定加快

C.ATP/ADP比值下降

D.NADPH/NADP＋比值下降

解析用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，A项会发生；光反应停止，[H]和ATP的产生停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢，B项不会发生；

光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C项会发生；光反应停止，NADPH([H])的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D项会发生。

答案 B

3.(2011·浙江卷，1)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是( )

A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生

B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变

C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短

D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应

解析本题考查光合作用的基本过程及影响因素，意在考查考生的综合运用能力。破坏叶绿体外膜后，叶绿体内部结构完整，仍可进行光合作用，产生O2，故A错误；植物生长过程中，幼苗时期类胡萝卜素的含量较高，成体植株中叶绿素的含量较高，叶片脱落时，叶绿素的含量将下降，故B错误；与夏季相比，冬季的温度低，光照强度弱，导致光合速率低，故C错误；离体的叶绿体基质中含有酶、C5等，若补充ATP、[H](NADPH)和CO2，可以完成暗反应，故D正确。

答案 D

考点三影响光合作用速率的环境因素

1.(2015·海南卷，9)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错

误的是( )

A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能

B.叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高

C.叶温为25 ℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的

D.叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0

解析本题考查植物光合作用与呼吸作用同时进行的相关知识，考查知识的识记及理解能力，难度较小。植物光合作用所需能量的最终源头是来自太阳能，A正确；由题图可知：叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率始终比植物乙的高，B正确；植物进行光合作用时，总光合速率—呼吸速率＝净光合速率，叶温为25 ℃时，植物甲的净光合速率小于植物乙的净光合速率，所以C正确；同理，叶温为

35 ℃时，植物甲与植物乙的净光合速率相同，但不为0，D错误。

答案 D

2.(2015·海南卷，24)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从

照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( )

A.降低至一定水平时再升高

B.降低至一定水平时保持不变

C.持续保持相对稳定状态

D.升高至一定水平时保持相对稳定

解析本题考查植物光合作用和呼吸作用的相关知识，考查知识的理解及运用能力，难度较大。由题意可知，植物进行光合作用，其中净光合速率不断下降，说明密闭容器中CO2的浓度逐渐下降，之后净光合速率降至为0且保持不变，说明CO2的浓度保持在一定水平不变，答案选B。

答案 B

3.(2014·四川卷，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速

率如下图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是( )

A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响

B.与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大

C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率

D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作

解析由图曲线分析可知，桑树间作时比单作时呼吸强度增大，大豆间作时比单作时呼吸强度减小，均受到影响，A错误；间作时，桑树光饱和点增大，大豆光饱和点减小，B错；由图中大豆曲线可知在一定光照强度范围内，间作也提高了大豆的光合速率，C错误；光合速率开始大于零表示有机物开始有积累，由大豆曲线图可知，此时其光照强度单作大于间作，D正确。

答案 D

4.(2013·重庆卷，6)下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙

述，正确的是( )

A.t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多

B.t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高

C.t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果

D.t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低

解析水的光解发生在类囊体膜上，A项错误；t3时充入CO2，光合速率提高，说明t2→t3CO2的浓度限制了光合作用，即暗反应速率限制了光合作用，此时增加光照强度，光合速率不再提高，B项错误；t2→t3，暗反应速率限制了光合作用，但在t3时充入CO2，故在t3→t4暗反应增强，光反应也增强，C项错误；t4后短期内处于黑暗环境，光反应强度减弱，ATP生成减少，即ADP和Pi的含量升高，C3的还原降低，其还原后的直接产物含量也随之降低，D项正确。

答案 D

5.(2015·安徽卷，29)Ⅰ.科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生

成速率的变化，结果见图1和图2。

(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是

______________________________________________________________；

随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度的变化来计算呼吸速率。

(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案；

①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。

②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。

③记录实验数据并计算CO2生成速率。

为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。

a.____________________，b________。

解析本题考查呼吸作用相关知识，考查识图能力和判断能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。难度适中。(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是：低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。

(2)根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选

取的果实成熟度还应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用

有二，一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。

答案(1) 低温降低了细胞呼吸相关酶活性CO2O2

(2) a.选取的果实成熟度还应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验

6.(2015·北京卷，31)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光－暗转换条件下CO2吸收量的变化，每2 s记录

一个实验数据并在图中以点的形式呈现。

(1)在开始检测后的200 s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解________，同化CO2，而在实验的整个过程

中，叶片可通过________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为________和热能。

(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在________(μmol·m－2·s－1)范围内，在300 s时

CO2________达到2.2 (μmol·m－2·s－1)。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大约是________(μmol CO2·m－2·s－1)。(本小题所填数值保留至小数点后一位)

(3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下100 s以后，叶片的CO2释放________，并达到一个相对稳定的

水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。

(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，可利用

________技术进行研究。

解析(1)光合作用是绿色植物通过叶绿体利用光能，把水和二氧化碳转变成储存能量的有机物，同时释放出氧气的过程；而细胞呼吸是把有机物进行氧化分解，把有机物中稳定的化学能转变成活跃的化学能(ATP中的)和热能供生命活动利用。(2)由图分析可以得到在前200 s有光照时CO2的吸收维持在

0.2～0.6(μmol·m－2s－1)之间(此时为光合作用的测量值，是植物光合作用对CO2吸收真实值与细胞呼

吸作用释放CO2的差值)，在300 s时为黑暗环境中，植物只进行细胞呼吸作用，所以植物的真实光合作用应该是光合作用CO2的测量值与细胞呼吸作用CO2的释放量之和。(3)转入黑暗条件下100 s以后，也就是在300 s以后，可以看到“点”的重心逐渐上升，也就是说明叶片释放的CO2量在逐步减少。(4)探究化学元素的去向，往往采用的是14C同位素示踪技术。

答案(1)水细胞呼吸ATP中的化学能(2)0.2～0.6 释放量 2.4～2.8 (3)逐渐减少(4)14C同位素示踪

7.(2015·江苏卷，27)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品

种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：

图1

图2

(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位

叶面积________的释放量。

(2)光合作用过程中，CO2与C5结合生成________，消耗的C5由________经过一系列反应再生。

(3)由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产

生更多的________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的________。

(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是

___________________________________________________________

___________________________________________________________________。

解析本题主要考查光合作用相关知识，意在考查分析题图获取信息能力、理解能力、解释和推理能力。难度适中。

(1)净光合速率可采用叶龄一致的叶片，在光照强度、CO2浓度相同的实验条件下，测得的单位时间、单

位叶面积O2的释放量或干物质的增加量或密闭条件下CO2的消耗量。 (2)暗反应过程中CO2被C5固定生成C3，消耗的C5由C3经过还原再生。(3)P1的叶片光合作用能力最强，主要原因有其叶绿素含量较高，光反应强烈、参与光合作用的酶含量高，利于暗反应的进行。 (4)P2植株干重显著大于对照，籽实产量不高，最可能是光合作用产物更多的积累在茎秆等营养器官，向籽实运输的少。

答案(1) 光照强度、CO2浓度O2

(2)C3C3

(3)[H]和ATP 参与光合作用的酶

(4)P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少

8.(2014·山东卷，26)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。

(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的

________上。需先用________(填溶剂名称)提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是________。据图分析，该植物可通过________以增强对弱光的适应能力。

(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的

程度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是__________________。18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有____________。

(3)实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量________。

解析(1)吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上；绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇(或丙酮)提取绿叶中的色素；绿叶中的溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，层析后叶绿素a比叶绿素b扩散得更远说明叶绿素a在层析液中溶解度较大；由图甲可知，叶绿素含量随着遮光面积的增加而升高，因此植物是通过增加叶绿素含量来增加对弱光的适应能力。

(2)8：00到12：00气温升高呼吸速率增强，光照强度增加，但气孔导度相对稳定，由于受到CO2供应的

限制，光合速率升高远不如呼吸速率升高的幅度大，光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。18：00时光合速率＝呼吸速率，既进行光合作用又进行细胞呼吸，叶肉细胞中的线粒体和叶绿体都能产生ATP。

(3)突然去除遮光物，光反应加强，为暗反应提供更多的ATP和[H]，导致较多的C3被还原，C3含量减

少。

答案(1)类囊体膜(或类囊体，基粒) 无水乙醇(或丙酮) 叶绿素a 增加叶绿素含量(2)呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小线粒体、叶绿体(3)减少

9.(2013·北京卷，29)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉

铃的植株，去除不同比例棉铃，3 d后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。

(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和________，在________中将CO2转化为三碳化合物，进

而形成淀粉和蔗糖。

(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率________。本实验中对照组(空白对照组)

植株的CO2固定速率相对值是________。

(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中________增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被

利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，________降低，进而在叶片中积累。

(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会________光合作用。

(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合

产物输入的器官，检测________叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是________，则支持上述推测。

解析本题主要考查光合作用的过程和影响因素。(1)光反应产物是ATP和[H]，暗反应场所是叶绿体基质。(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片CO2固定速率降低，叶片光合速率降低。图1横坐标0(未摘除棉铃)处所对应的纵坐标即是对照组CO2固定速率的相对值。(3)由图2可知，去除棉铃后，植物叶片中的淀粉和蔗糖含量增加。去除棉铃后，叶片光合产物不能运到棉铃，导致其输出量降低。(4)摘除棉铃，叶片中淀粉和蔗糖积累增加，导致光合作用速率降低。(5)遮光叶片充当光合产物输入的器官，那么未遮光的叶片光合产物会运输到遮光的叶片，使未遮光叶片的淀粉和蔗糖含量降低，进而降低了光合产物积累对光合速率的抑制作用。

答案(1)[H]/NADPH 叶绿体基质(2)逐渐下降28 (3)淀粉和蔗糖含量输出量(4)抑制(5)未遮光的光合产物含量下降，光合速率上升

10.(2013·四川卷，8)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔

导度及光合速率的影响结果，如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)

(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是________，捕获光能的色素中含量最多的是________。

(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供

________。

(3)光照强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是________；光照强度为10×102～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是____________________

__________________________________________________________________。

(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是________；转基因水稻更适宜栽种在________环境中。

解析本题主要考查光合作用的相关知识，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。(1)叶肉细胞中进行光合作用的场所是叶绿体；叶绿体中的四种色素都能捕获光能，其中叶绿素a的含量最多。(2)CO2进入叶肉细胞后被C5固定，固定产物的还原需要光反应阶段产生的ATP和[H]。(3)由图可以直接看出，当光照强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，随着光照强度的增加，光合速率逐渐增大，所以此阶段影响光合速率的主要因素是光照强度；光照强度在10×102～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的光合速率不再增大，转基因水稻的光合速率仍然在增大，而该阶段随光照强度增加，气孔导度减小，CO2供给减少，分析其原因可能是光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消，也可能是此时CO2供应已充足且光照强度已达饱和点。(4)由题目提供的信息可以看出，导入PEPC酶基因后，水稻气孔导度增大，说明PEPC酶的作用很可能是增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率。由图可知，在光照强度比较大时，随着光照强度的增加，转基因水稻的光合速率仍然可以增大，而原种水稻的光合速率不再增大，故转基因水稻更适宜栽种在强光环境中。

答案(1)叶绿体叶绿素a

(2)C5[H]和ATP

(3)光照强度光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“CO2供应已充足且光照

强度已达饱和点”)

(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率强光

考点四光合作用与细胞呼吸的关系

1.(2014·天津卷，2)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是( )

(CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量

A.过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行

B.过程①产生的能量全部储存在ATP中

C.过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O

D.过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同

解析本题考查细胞呼吸与光合作用的综合知识。过程①为有氧呼吸过程，真核生物在细胞质基质和线粒体中进行，原核生物在细胞质中进行，过程②为光合作用，真核生物在叶绿体中进行，原核生物在细胞质中进行，A错误；有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，B错误；光合作用所产生的糖类中的氧来自CO2，水中的氧形成了O2，C错误；过程①和②都能产生[H]，前者与氧结合产生水并释放大量能量，后者主要用于C3还原，D正确。

答案 D

2.(2012·山东卷，4)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。

下列说法正确的是( )

A.甲植株在A点开始进行光合作用

B.乙植株在E点有机物积累量最多

C.曲线B～C段和D～E段下降的原因相同

D.两曲线B～D段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭

解析本题考查影响光合作用的因素以及与光合作用相关的曲线的分析，意在考查考生获取信息及解决问题的能力。分析图示可知，在A点时，甲植株光合作用固定CO2的速率和呼吸作用产生CO2的速率相等，说明在A点之前，甲植株的光合作用已经开始，但光合作用比呼吸作用弱，故A错误；在18时后，乙植株的光合作用速率开始小于呼吸作用速率，与18时相比，E点时有机物的积累量已经减少，故B错误；根据常识可知，图示曲线的B～C段下降的主要原因是气孔部分关闭，导致叶内CO2浓度降低，D～E 段下降的原因是光照强度减弱，光反应产生[H]和ATP的速率减慢，故C错误；B～D段，乙植株的变化体现的是植物的“午休现象”，是由气孔关闭导致的；甲植株的变化可能是由不存在“午休现象”或

气孔关闭程度很小或气孔无法关闭导致的，故D正确。

答案 D

3.(2012·天津卷，5)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率＝净

光合速率＋呼吸速率)，结果见图。据图判断，下列叙述正确的是( )

A.与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的[H]多

B.与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多

C.若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1>K2>K3

D.密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物

解析本题综合考查光合作用和呼吸作用、种群数量的增长、生物的代谢类型等相关知识，意在考查考生对课本知识的理解能力和从题干文字和图形中获取有效信息的能力。由图可以看出，d1和d3浓度下的净光合速率相等，而d1浓度下的呼吸速率高于d3浓度下的，由“光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”可推出，d1浓度下的光合速率较高，单位时间内细胞光反应生成的[H]也较多，故A正确；d3浓度下的呼吸速率低于d2浓度下的呼吸速率，呼吸过程中产生的ATP也较少，故B错误；由图可知，三种浓度条件下，蓝藻的光合速率的大小关系为d2>d1>d3，对应的种群的K值应是K2>K1>K3，故C错误；光照条件下，蓝藻进行光合作用会影响其呼吸作用的类型，不能依此判断蓝藻是否为兼性厌氧生物，故D错误。

答案 A

4.(2012·福建卷，2)如图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的

量)的变化曲线，下列叙述错误的是( )

A.在9：30～11：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓

B.在11：00～12：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多

C.在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同

D.在18：30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应

解析本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生的识图能力和图文转换能力。在9：30～11：00之间，随光照的增强，花生的蒸腾作用也在加强，为了减少水分的散失，植物的气孔关闭，因此进入花生细胞内的CO2的量减少，所以暗反应过程减缓，故A正确；从图中可以看出，在11：00～12：30之间，花生的单位叶面积的净光合速率呈上升趋势，而玉米的单位叶面积的净光合速率呈下降趋势，但又从图中可以看出玉米的单位叶面积的净光合速率比花生的大，而净光合速率对应的有机物的量就是单位时间、单位叶面积里有机物的积累量，故B错误；在17：00时，玉米和花生的净光合速率相等，而这时的O2的释放量是净释放量，所以在17：00时玉米和花生单位叶面积释放O2的速率相同，故C正确；在18：30时，玉米的净光合速率是0，说明此时光合速率和呼吸速率相等，因此这时玉米既能进行光反应，也能进行暗反应，故D正确。

答案 B

5.(2015·课标卷Ⅰ，29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种

植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：

A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。

B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。

C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。

D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题：

(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成

有机物的量，依据是________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。

(2)A、B、C三组处理相比，随着________的增加，使光下产生的________能够及时利用与及时再生，

从而提高了光合作用中CO2的同化量。

解析(1)C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%，说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用，暗反应消耗了ATP和[H]，为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以C组单位光照时间内，合成有机物的量较高。光合产物生成在叶绿体基质

中进行。(2)A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s，但是处理方法不同，结果也不一样，并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高，光合作用产物相对量越高，可知光照时产生的ATP和[H]在光照时没有用完，可以在黑暗中继续利用，还原C3化合物生成糖类等有机物及C5化合物，C5化合物继续与CO2结合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。

答案(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照叶绿体基质

(2)单位时间内光照和黑暗交替频率ATP和[H]

6.(2015·山东卷，26)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。

(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是________。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的

形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是________。

(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速

率______(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而________(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的________和________减少，光合速率降低。

(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用________染液

检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由________转化而来。

解析本题考查有氧呼吸与光合作用的相关知识，考查识图能力和判断能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。难度适中。(1)植物进行光合作用的细胞器是叶绿体，种子细胞吸收蔗糖时，蔗糖是从低浓度到高浓度一侧逆浓度梯度运输的，故该跨膜运输的方式为主动运输。(2)总光合速率应为净

光合速率与呼吸速率之和，由图甲中柱形图信息知第12天时总光合速率为6＋3.5，应大于24天时总光合速率，第36天后果皮变黄是由于叶绿素合成少，而胡萝卜素和叶黄素(合称类胡萝卜素)含量基本不变，果皮呈现类胡萝卜素的颜色，从而变黄。由于叶绿素少，光反应减弱，产生的[H]和ATP减少，光合速率降低。(3)根据乙图图例确定各曲线代表何种物质的变化，第36天时种子含量最高的有机物为脂肪。检测脂肪可用苏丹Ⅲ染液，也可用苏丹Ⅳ染液，前者将脂肪染成橘黄色，后者染成红色。从图乙中的4条曲线变化可以看出，在种子发育过程中，脂肪逐渐增多，而可溶性糖和淀粉逐渐减少，蛋白质基本不变，推测脂肪是由可溶性糖和淀粉转化来的。

答案(1)叶绿体主动运输

(2)小于类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素) [H] ATP

(3)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)可溶性糖和淀粉