專題6光合作用

五年高考

考點1光合作用的原理及應用

L（2：）22北京,2,2分）光合作用強度受環(huán)境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關系如圖。據圖分析不能得

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葉片溫度(P)

A.低于最適溫度時,光合速率隨溫度升局而升局

B.在一定的范圍內,CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高

C.C》濃度為200pL?L」時，溫度對光合速率影響小

D.10C條件下.光合速率隨CO?濃度的升高會持續(xù)提高

答案D

2.（2加8北京理綜,3.6分）光反應在葉綠體類鬟體上進行。在適宜條件下.向類窺體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP.照光后DCIP

由藍色逐漸變?yōu)闊o色。該反應過程中（）

A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化

C.不需要光合色素參與D.會產生氧氣

答案D

uIJ

3.（2316北京理綜56分）在正常與遮光條件下向不同發(fā)育時期的豌豆植株供應CO2,48h后測定植株營養(yǎng)器官和生殖器官中C

的量。兩類器官各自所含l4C量占植株總量的比例如圖所示。

生殖器官生死器官

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供應UCO,時植株所處的發(fā)育時期

第1頁共24頁

與本實驗相關的錯誤敘述是（）

A.IJC02進入葉肉細胞的葉綠體基質后被轉化為光合產物

B.生殖器官發(fā)育早期.光合產物大部分被分配到營養(yǎng)器官

C遮光70%條件下,分配到生殖器官和營養(yǎng)器官中的光合產物量始終接近

D.實驗研究了光強對不同發(fā)育期植株中光合產物在兩類器官間分配的影響

答案C

4.（2323全國乙26分）植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關葉綠體中色索的敘述.錯誤的是（）

A.氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素

B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上

C用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰

D.U-綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢

答案D

5.（2322湖北,12,2分）某植物的2種黃葉突變體表現型相似,測定各類植株葉片的光合色素含量（單位:座?屋）,結果如表。下列有

關敘述正確的是（）

葉綠素，

植株葉綠類胡蘿

類胡蘿

類型素a素b卜素

卜素

野生型12355194194.19

突變體15127537()1.59

突變體2115203790.35

A.兩種突變體的出現增加了物種多樣性

B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強

C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致

D.b綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導致突變體的葉片呈黃色

答案D

6.（2321廣東,12,2分）在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中.唯一催化CO＞固定形成Cs的酶被稱為Ruhisco,下列敘述正確的是

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A.Ruhisco存在于細胞質基質中

B.激活Rubisco需要黑暗條件

C.Rubisco催化CO2固定需要ATP

D.Rubisco催化C5和CO：結合

答案D

7.（2320江蘇62分）采用新鮮菠菜葉片開展“葉綠體色素的提取和分離”實驗，下列敘述錯誤的是（）

A.提取葉綠體色素時可用無水乙醇作為溶劑

B.研磨時加入CaCOa可以防止葉綠素被氧化破壞

C研磨時添加石英砂有助于色素提取

D.畫濾液細線時應盡量減少樣液擴散

答案B

8.（2320北京,19,12分）閱讀以下材料，回答題。

創(chuàng)建D1合成新途徑，提高植物光合效率

植物細胞中葉綠體是進行光合作用的場所，高溫或強光常抑制光合作用過程.導致作物嚴重減產。光合復合於PSII是光反

應中吸收、傳遞并轉化光能的一個重要場所.DI是PSU的核心蛋白。高溫或強光會造成葉綠體內活性氧（ROS）的大量累積。

相對于組成PSH的其他蛋白.D1對ROS尤為敏感極易受到破壞。損傷的DI可不斷被新合成的D1取代.使PSII得以修復。

因此.D1在葉綠體中的合成效率直接影響PSII的修復.進而影響光合效率。

葉綠體為半自主性的細胞器.具有自身的基因組和遺傳信息表達系統.葉綠體中的蛋白一部分由葉綠體基因編碼，一部分由

核基因編碼。核基因編碼的葉綠體蛋白在N端的轉運肽引導下進入葉綠體，編碼D1的基因psbA位于葉綠體基因組,葉綠體

中積累的ROS也會顯著抑制psbAmRNA的翻譯過程，導致PSII修復效率降低。如何提高高溫或強光下PSH的修復效率，進而

提高作物的光合效率和產量,是長期困擾這一領域科學家的問題。

近期我國科學家克隆了擬南芥葉綠體中的基因psbA.并將psbA與編碼轉運肽的DNA片段連接.構建融合基因，再與高溫響

應的啟動子連接.導入擬南芥和水稻細胞的核基因組中。檢測表明.與野生型相比.轉基因植物中DI的mRNA和蛋白在常溫下

有所增加.高溫下大幅增加:在高溫下.PSII的光能利用能力也顯著提高。在南方育種基地進行的田間實驗結果表明.與野生型相

比,轉基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高噌產幅度在8.1%~21.0%之間。

該研究通過基因工程手段,在擬南芥和水稻中補充了一條由高溫響應啟動子驅動的D1合成途徑,從而建立了植物細胞D1

合成的“雙途徑”機制.具有重要的理論意義與應用價值。隨著溫室效應的加劇，全球氣候變暖造成的高溫脅迫日益成為許多地

區(qū)糧食生產的嚴重威脅.該研究為這一問題提供了解決方案。

（1）光合作用的反應在葉綠體類囊體膜上進行.類鎏體膜上的蛋白與形成的復合體吸收、傳遞并轉化光能。

第3頁共24頁

（2）運用文中信息解釋高溫導致151不足的原因。

（3）若從物質和能量的角度分析，選用高溫響應的啟動子驅動psbA基因表達的優(yōu)點是:一

_O

（4）對文中轉基因植物細胞DI合成“雙途徑”的理解、正確的敘述包括0

A.細胞原有的和補充的psbA基因位于細胞不同的部位

B.細胞原有的和補充的D1的mRNA轉錄場所不同

C細胞原有的和補充的D1在不同部位的核糖體上翻譯

D.細胞原有的和補充的D1發(fā)揮作用的場所不同

E.細胞原有的和補充的D1發(fā)揮的作用不同

答案⑴光光合色素⑵高溫會造成葉綠體內ROS的積累.ROS既破壞D1蛋白.又抑制psbAmRNA的翻譯.⑶高溫

時扃溫響應的啟動子驅動psbA基因高水平表達，補充高溫造成的DI不足修復PSII提高光解IJ用率;非高溫時低水平表達,避

免不必要的物質和能量消耗（4）A、B、C

9.（2319北京理綜.31.16分）光合作用是地球上最重要的化學反應，發(fā)生在高等植物、藻類和光合細菌中。

⑴地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應吸收的.在碳（暗）反應中.RuBP竣化酶（R野催化CO：與RUBP（C5）

結合.生成2分子影響該反應的外部因素.除光照條件外還包括（寫出兩個）;內部因素包括

（寫出兩個）。

（2）R酶由8個大亞基蛋白（L評口8個小亞基蛋白（S）組成。高等植物細胞中L由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成,S由細胞核

基因編碼并在中由核穗體合成后進入葉綠體.在葉綠體的中與L組裝成有功能的酶。

（3）研究發(fā)現.原核生物藍藻（藍細菌.下同）R酶的活性高于高等植物。有人設想通過基因工程技術將藍藻R酶的S、L基因轉入

高等植物.以提高后者的光合作用效率。研究人員將藍藻S、L基因轉入某高等植物（甲）的葉綠體DNA中.同時去除甲的L基因。

轉基因植株能夠存活并生長。檢測結果表明.轉基因植株中的R酶活性高于未轉基因的正常植株。

①由上述實驗能否得出“轉基因植株中有活性的R酶是由藍藻的S、L組裝而成”的推測?請說明理由。

②基于上述實驗，下列敘述中能夠體現生物統一性的選項包括0

a.藍藻與甲都以DNA作為遺傳物質

b.藍藻與甲都以R酶催化COz的固定

c.藍藻R酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成

d.在藍藻與甲的葉肉細胞中R酶組裝的位置不同

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答案（I）光能溫度、CO?濃度R酶活性、R酶含量、。含量、pH（其中兩個）（2）細胞質基質（3）①不能。轉入藍藻（藍

細函.下同）S、L基因的同時沒有去除甲的S基因.無法排除轉基因植株R酶中的S是甲的S基因表達產物的可能性。②a、b、

c

10.（2023全國甲,29.10分）某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后有糖產生。回答下列

問題。

（1）葉片是分禽制備葉綠體的常用材料.若要將葉肉細胞中的葉綠體與線粒體等其他細胞器分需.可以采用的方法是

（答出【種即可）。葉綠體中光合色素分布在上其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍紫光”“紅光”或“綠

光”）.

（2）將葉綠體的內膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液.發(fā)現黑暗條件下該懸浮液中不能產生糖，原因是

（3）葉片進行光合作用時，葉綠體中會產生淀粉。請設計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預期結果。

答案（【）差速離心法類囊體薄膜藍紫光

⑵黑暗條件下不能進行光反應，不能生成ATP和NADPH,因此不能還原C3不能生成糖類（3）實驗思路將葉綠體用無水乙醇

脫色，用適量碘液處理.觀察葉綠體的顏色變化。預期結果:葉綠體變藍色。

11.（2023全國乙,29.10分）植物的氣孔由葉表皮上兩個具有特定結構的保衛(wèi)細胞構成。保衛(wèi)細胞吸水體積膨大時氣孔打開.反之

關閉。保衛(wèi)細胞含有葉綠體.在光下可進行光合作用。已知藍光可作為一種信號促進保衛(wèi)細胞逆濃度梯度吸收K：有研究發(fā)現.

用飽和紅光（只用紅光照射時.植物達到最大光合速率所需的紅光強度）照射某植物葉片時.氣孔開度可達最大開度的60%左右。

回答下列問題.

（1）氣孔的開閉會影響植物葉片的蒸騰作用、（答出2點即可）等生理過程。

（2）紅光可通過光合作用促進氣孔開放，其原因

是.

（3）其研究小組發(fā)現在飽和紅光的基礎上補加藍光照射葉片,氣孔開度可進一步增大.因此他們認為氣孔開度進一步增大的原因

是.藍光促進保衛(wèi)細胞逆濃度梯度吸收K：請推測該研究小組得出這一結論的依據

是O

（4）已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔（填“能”或“不能”）維持一

定的開度。

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答案（I）呼吸作用、光合作用（2）保衛(wèi)細胞在紅光下進行光合作用合成蔗糖等有機物.使保衛(wèi)細胞的滲透壓增大、引起保衛(wèi)細

胞吸水,體積膨大，氣孔打開（3）藍光作為一種信號促進保衛(wèi)細胞逆濃度吸收K,使保衛(wèi)細胞內滲透壓升高,保衛(wèi)迥胞吸水.體積

膨大，氣孔進一步打開（4）能

12.（2023海南.16,10分）海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一。由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導致其不能正常開

花.在生產實踐中需要夜間補光，使火龍具提前開花才是早上市。某團隊研究了同一光照強度下，不同補光光源和補光時間對火龍

果成花的影響，結果如圖。

回答下列問題。

（1）光合作用時.火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是:用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以

濾液細線為基準、按照自下而上的次序.該光合色素的色素帶位于第條。

（2）不次實驗結果表明.三種補光光源中最佳的是.該光源的最佳補光時間是小時/天.判斷該光源是最佳

補光光源的依據是—

（3）現有可促進火龍果增產的三種不同光照強度的白色光源，設計實驗方案探究成花誘導完成后提高火龍果產量的最適光照強

度（簡要寫出實驗思路）。

答案（1）葉綠素1、2（2）紅光+藍光6在不同的補光時間內.紅光+藍光的補光光源獲得的平均花朵數均最多.有利于促進

火龍果的成花（3）將成花誘導完成后的火龍果植株（成花數目相同）隨機均分成A、B、C三組，分別置于三種不同光照強度的白

色光源中照射相同且適宜的時間.一段時間后觀察并記錄各組植株所結火龍果的產量、產量最高的則為最適光照強度。

13.（2023山東分）當植物吸收的光能過多時.過剩的光能會對光反應階段的PSII復合體（PSII）造成損傷.使PSII活性降低、

進而導致光合作用強度減弱。細胞可通過非光化學淬滅（NPQ升咨過剩的光能耗散.減少多余光能對PSII的損傷。已知擬南芥的

H蛋白有2個功能:①修復損傷的PSII;②參與NPQ的調節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進行了相

關實驗，結果如圖所示。實驗中強光照射時對野生型和突變體光照的強度相同，且強光對二者的PSII均造成了損傷。

第6頁共24頁

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哽

（1）該實驗的自變量為。該實驗的無關變量中.影響光合作用強度的主要環(huán)境因索有

（答出2個因素即可），

（2）根據本實驗,（填“能”或“不能”）比較出強光照射下突變體與野生型的PSH活性強弱，理由

是.

（3堀圖分析，與野生型相比,強光照射下突變體中流向光合作用的能量（填“多”或“少”）?若測得突變體的暗反應強

度高于野生型，根據本實驗推測.原因是。

答案⑴有無光照、有無H基因或H蛋白溫度、CO?濃度、水（2）不能野生型PSH損傷大但能修復:突變體PSII損傷

小但不能修復（3）少突變體NPQ高PSI1損傷小，雖無H蛋白修復但PS1I活性高，光反應產物多

14.（2023湖南.17,12分）如圖是水稻和玉米的光合作用暗反應示意圖?？栁难h(huán)的Rubisco酶對CO2的Km為450pmol?L“（Km

越小.酶對底物的親和力越大）.該酶既可催化RuBP與CO：反應.進行卡爾文循環(huán).又可催化RuBP與02反應，進行光呼吸（綠色植

物在光照下消耗O：并釋放CO?的反應）。該酶的酶促反應方向受CO：和O：相對濃度的影響。與水稻相比.玉米葉肉細胞緊密

圍繞維管束鞘，其中葉肉細胞葉綠體是水光解的主要場所.維管束鞘細胞的葉綠體主要與ATP生成有關。玉米的暗反應先在葉

肉組胞中利用PEPC酶（PEPC對CO?的K”為Rmol?I"）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與82反應生成C$,固定產物Ca轉運到

維管束鞘細胞后釋放CO?,再進行卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉栴}:

水稻CO,

第7頁共24頁

玉米co.

維管束鞘細胞〕（葉肉細胞

⑴三米的卡爾文循環(huán)中第一個光合還原產物是（填具體名稱）.該產物跨葉綠體膜轉運^細胞質基質合應（填

“葡萄糖”"蔗糖”或”淀粉”）后.再通過長^離運輸到其他組織器官。

（2）在干旱、高光照強度環(huán)境下.玉米的光合作用強度（填“高于”或“低于”）水稻。從光合作用機制及其調控分析,

原因是一

_（答出三點即可）.

⑶其研究將藍細菌的CO2濃縮機制導入水稻.水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升.其他生理代謝不受影響.但在光飽和條件下水稻

的光合作用強度無明顯變化.其原因可能是（答出三點即

可）。

答案（1）0（3-磷酸甘油酸）蔗糖篩管⑵高于玉米的PEPC酶對C6的親和力比Rubisc。酶要高，能利用低濃度的C02；

水光解主要在葉肉細胞進行.暗反應在維管束鞘細胞中進行.維管束鞘細胞中coyo二較高,提高了光合作用效率:通過C3和c在

葉肉和維管束鞘細胞之間的循環(huán).將C6轉運到維管束鞘細胞濃縮.維管束鞘細胞中CO:濃度較高（3）NADPH和ATP的供應

限制、固定CO?的Rubisco酶數量有限、C再生速率不足、有機物在葉綠體中積累較多

15.（2023廣東,18.13分）光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型（WT）的產量和黃綠葉突變體

（ygl）的產星差異不明顯，但在高需度栽培條件下ygl產星更高，其相關生理特征見表和圖I.（光飽和點:光合速率不再隨光照強度

增加時的光照強度:光親M嘗點:光合過程中吸收的CO：與呼吸過程中釋放的CO：等量時的光照強度。）

水稻葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素/

材料(mg/g)(mg/g)葉綠素

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答案⑴類胡蘿卜素/葉綠素的值較高紅光和藍紫⑵高于呼吸速率較高⑶在強光下光能^用率更高

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(4)光照強度(jimcl,m?,s1)

為代么ygl在高光照強度下的光合速率比WT高，而在低光照強度下ygl的光合速率比WT低

16.(2022湖北,21,13分)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內.隨著光照強度的增加,光合速率增大，達到最大光

合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同。研究證實高濃度臭氧9”對植物的光合作用有影響。用某一高濃度0、連續(xù)處理甲、

乙兩種植物75天。在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率.結果如圖1、圖2和圖3所示。

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