缙云山-技术负责人职责

专题
4.2
光合作用和呼吸作用综合提升卷

1.(2019湖南株洲质检)细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H
+
转运到膜间
隙,使膜间隙中H
+
浓度增加,大部分H
+< br>通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如下图
所示。下列有关叙述不正 确的是( )

A.乳酸菌不可能发生上述过程 B.该过程发生于有氧呼吸第二阶段
C.图中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白 D.H
+
由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散
【答案】B
【解 析】乳酸菌属于原核生物,原核细胞中没有线粒体,不能发生上述过程,A项正确;根据题意可知,该过程发生于线粒体内膜上,有氧呼吸的第二阶段发生于线粒体基质,B项错误;根据题意可知,结构①能够驱动AT P合
成,因此是一种具有ATP合成酶活性的通道(载体)蛋白,C项正确;根据题意可知,H+由膜间 隙向线粒体基质跨
膜运输不消耗能量,而为ATP的合成提供能量,并且需要借助于载体①,因此属于协 助扩散,D项正确。
2.(2019·湖南株洲模拟)吡唑醚菌酯是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止 线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞
呼吸，生产上常应用于防治真菌引起的农作物病害。下列关于吡唑醚 菌酯作用的推测不合理的是 ( )
A.吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段
B.吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌的死亡
C.长期使用吡唑醚菌酯可导致真菌种群抗药性增强
D.吡唑醚菌酯可用于治理由厌氧微生物引起的环境污染
【答案】D
【解析】吡唑 醚菌酯通过阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸，而在线粒体内膜上进行的是有氧
呼吸第三阶段 ，故吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，A项正确；有氧呼吸第三阶段可产生大
量ATP，为 生命活动供能，故推测吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌死亡，B项正确；在自然界
中存在具 有抗药性的真菌，长期使用吡唑醚菌酯可以定向选择抗药性强的个体，使抗药性基因频率增大，C
项正确 ；厌氧微生物只进行无氧呼吸，而吡唑醚菌酯抑制的是有氧呼吸，对无氧呼吸无作用，D项错误。
3. (2019·高考全国卷Ⅱ)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有
关。下列叙述正确的是

1

( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
【答案】B
【解析】马 铃薯块茎细胞除了能进行有氧呼吸外，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。马铃薯块茎细胞进行
无氧呼吸时 分解葡萄糖产生乳酸，A项错误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段是分解葡萄糖产生丙酮
酸，第二阶 段是丙酮酸在酶的催化作用下，转化成乳酸，B项正确。无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第
二阶段不 产生ATP，C项错误。储藏库中氧气浓度升高，会促进马铃薯块茎细胞的有氧呼吸，抑制无氧呼
吸，乳 酸产生量减少，D项错误。
4.(2019·高考全国卷Ⅲ)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发， 得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒
干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A.有机物总量减少，呼吸强度增强 B.有机物总量增加，呼吸强度增强
C.有机物总量减少，呼吸强度减弱 D.有机物总量增加，呼吸强度减弱
【答案】A
【解析】正常情况下，干种子吸水萌发时，自由水含量不断增加，细胞代谢作用增 强，呼吸强度增强，有
机物不断分解；当幼苗开始进行光合作用时，有机物含量会逐渐增加。根据题干中 的提示“黑暗中”“黄化苗”
可知，其不能进行光合作用合成有机物，所以有机物总量减少。
5.(2018·高考全国卷Ⅲ改编)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP,都能用于各项生命活动
【答案】
CD
【解析】植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行，氧气充足 时进行有氧呼吸，氧气缺少时进行
无氧呼吸。在食物链中，输入某一营养级的能量，一部分用于此营养级 生物自身的生长、发育和繁殖等生
命活动，一部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失。有氧呼吸的产物是 水和
CO
2
，无氧呼吸的产物是酒精
和
CO
2
或者 是乳酸。有氧呼吸的三个阶段都有
ATP
产生，光合作用的光反应阶段有
ATP
产生，但是光合作
用产生的
ATP
只能用于光合作用。

6.(2018·高考天津卷)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL

2

活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见
下图。有关分析 错误的是( )

A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速度不断下降
B.t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C.若降低10 ℃培养，O
2
相对含量达到稳定所需时间会缩短
D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
【答案】C
【解 析】t1→t2，培养液中O
2
相对含量下降，但与0→t1段相比，下降幅度变小，故酵母菌 的有氧呼吸速度
不断下降，A正确。t3时，培养液中O
2
相对含量比较低，酵母菌主 要进行无氧呼吸；t1时，培养液中O
2
相对含量较高，酵母菌主要进行有氧呼吸。t3时无氧 呼吸产生CO
2
的速率与t1时产生CO
2
的速率近似相等，
相同量 的葡萄糖无氧呼吸产生的CO
2
量比有氧呼吸少，可见t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1 时快，B
正确。由题意可知，曲线是在最适温度下获得的，若降低10 ℃培养，则呼吸速率下降，O< br>2
相对含量达到
稳定所需时间会延长，C错误。因酵母菌在后期进行了长时间的无氧呼吸 ，产生了酒精，故实验后的培养
液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后会变成灰绿色，D正确。 < br>7、在晴天中，照射到植物叶片表面的太阳光的强度从早上到中午前后是逐渐增强的，随后便又逐
渐减弱；然而与之相对应的光合速率日变化曲线并不是呈中午高、早上和傍晚低的钟形曲线，而
是一条典 型的双峰曲线，也就是说在上午、下午各有一个高峰，下午的峰值往往要低于上午的峰
值。在两个峰之间 形成中午的一个低谷，这个低谷被称为光合作用“午睡”现象，尤其是在夏季的晴
天多出现这种现象。以 下是对光合作用“午睡”现象的解释，请选出比较合理的（ ）
A.晴天中午，许多植物的气孔都呈部分关闭状态，CO2的吸收量随之减少了，导致光合效率降低
B.晴天中午，温度升高，影响植物细胞内许多生物化学过程，导致光合效率降低

3

C.晴天中午，植物叶肉细胞呼吸作用增强，消耗大量能量，所以净光合效率降低
D.晴天中 午，植物蒸腾作用旺盛，土壤上层水分严重亏缺，植物用水效率降低，导致光合效率降
低
【答案】A
【解析】ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键 和两个高能磷酸
键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A错误。
8、(2019·潍坊一模)下列关于光合作用的叙述，错误的是( )
A.鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水
B.一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光
C.在暗反应阶段，C3可被[H]还原为C5和糖类
D.温度的变化不会影响光合作用的光反应阶段
【答案】D
【解析】鲁宾和卡门用 同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水；一般情况下，光合作用所利用的
光都是可见光；暗反应 发生场所是叶绿体基质，首先发生CO2的固定，即CO2和C5结合形成两分子的C3，
C3再被光反 应产生的[H]和ATP还原；温度的变化会影响酶的活性，故会影响光合作用的光反应阶段。
9、( 2019安徽安庆期末)植物叶片中所含RuBP羧化酶大约占总叶绿体蛋白的一半,其功能是催化C
5
+CO
2
→C
3
,
下列有关分析正确的是( )
A.上述反应必须在无光条件下进行 羧化酶能为上述反应提供能量
C.上述反应所需CO
2
部分来自空气 羧化酶分布在类囊体薄膜上
【答案】C
【解析】C
5
+CO
2< br>→C
3
属于暗反应中的二氧化碳固定,有光、无光条件下都可以进行,A项错误;RuB P羧化酶通
过降低反应所需活化能来提高反应速率,不能为反应提供能量,B项错误;光合作用所需的二 氧化碳可以来自
空气和细胞呼吸,C项正确;RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中,D项错误。
10、(2019山西太原期末)近年来南极上空的臭氧空洞逐渐增大,地表紫外线照射量增加,紫外线为高能 量光线,
在生物体内易激发超氧化物形成,致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析,植物短暂暴露在高紫 外线条件下,
光合作用能力立即明显受到抑制的原因主要是( )
A.光合作用酶受到破坏 B.囊状膜受到破坏 C.暗反应受抑制 受到破坏
【答案】
B
【解析】紫外线使脂质氧化而破坏其功能,光合作用酶的化学本质是蛋白质,A项不符合题意。类囊体薄 膜是
生物膜,生物膜主要的成分是磷脂和蛋白质,紫外线导致磷脂被氧化,破坏类囊体的结构,而类囊体 是光反应的
场所,因此可能导致光反应受阻,B项符合题意。暗反应发生在叶绿体基质中,并且催化过程 中的酶的化学本质
是蛋白质,C项不符合题意。DNA分子受到破坏,光合作用能力不会立即明显受到抑 制,D项不符合题意。

4

11、(2019山西太原 期末)如图表示某绿色植物的非绿色器官在O
2
浓度为a、b、c、d时,CO
2释放量和O
2
吸
收量的变化。下列相关叙述正确的是( )

A.O
2
浓度为a时,最适于贮藏该植物器官
B.O
2
浓度为c时,无氧呼吸最弱
C.O
2
浓度为d时,无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等
D.O
2
浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
【答案】D
【解析】O
2
浓度为a时,植物只进行无氧呼吸,且无氧呼吸较强,因此在a浓度下不 适于贮藏该植物器官,A项
错误;O
2
浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,此时无氧呼 吸强度为零,B、C两项错误;分析题图可知,O
2
浓度为b
时,O
2
的吸收量为3,根据有氧呼吸反应式可推知,有氧呼吸消耗的葡萄糖为3÷6=0.5,无氧呼吸释放的CO< br>2
量为
8-3=5,则根据无氧呼吸反应式可推知,无氧呼吸消耗的葡萄糖是5÷2=2 .5,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有
氧呼吸的5倍,D项正确。
12、(2019·湖南 六校联考)现有两个水稻品种两优培九、Ⅱ优838，育种工作者研究了它们在不同盐浓度胁迫
下的电导 率(细胞膜的稳定性指标)、叶绿素和脯氨酸含量(与盐胁迫伤害程度成正比)的变化，结果如图，请
回 答相关问题：


(1)电导率可作为检测细胞膜稳定性的指标是因为细胞膜的__ ______性遭到破坏的程度越重，从细胞内液丧
失的无机盐越多，测得溶液电导率就越大。

5

(2)若要检测水稻叶绿素含量，可取一定量水稻叶 片加少量二氧化硅和碳酸钙以及适量的________经研磨并
过滤后获得提取液。可通过专业仪器测 得提取液中的叶绿素含量，其中的叶绿素包含两种，叶绿素________
的含量更多。
( 3)根据实验初步可知在盐浓度超过0.5%时，水稻品种________抗盐性表现更强，因为当NaCl浓 度超过0.5%
时，______________________________。
【答案】(1)选择透过 (2)无水乙醇 a (3)两优培九 两优培九中脯氨酸含量较稳定，电导率更低，细胞
膜受伤害更小
【解析】(1)无机盐离子通 过细胞膜进入细胞或排出细胞，都与细胞膜的选择透过性有关，测得溶液电导率
增大，说明细胞膜的选择 透过性遭到破坏，导致无机盐离子流出细胞。(2)叶绿素能溶于有机溶剂无水乙醇
中，提取叶绿素可使 用无水乙醇。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，其中叶绿素a的含量更多。(3)根据图1
可知，在盐浓 度超过0.5%时，与Ⅱ优838相比，两优培九的电导率较小，说明两优培九的细胞膜稳定性更
强，抗 盐性更强；同时根据图3可知，两优培九中脯氨酸含量相对较稳定，并且维持在较低水平，也说明
该品种 抗盐性更强。
13、(2019福建龙岩质检)邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种比较常见的增塑剂 和软化剂,对人体有致癌、致畸等
作用。某科研小组为了研究红树林植物秋茄是否适宜作为降解水体中D BP的植物,做了如下实验:在适宜的
条件下,分别用含有不同质量浓度的DBP培养液培育秋茄幼苗, 一段时间后,对秋茄叶片内的叶绿素含量进行
测定,结果如下图所示。请回答下列问题。

(1)通常可用 (溶剂)来提取叶绿体中的色素。图中的曲线 表示叶绿素a含量。
(2)本实验选择用叶绿素而不用叶绿体中其他色素的含量来反映光合作用的强 度,首要理由是:只有少数叶绿
素a分子具有吸收、传递和转化光能的作用,其他色素分子只能吸收和传 递光能;其次,由
于 ,
因此,植物光合作用所需的光能绝大多数是由叶绿素吸收的。
(3)实验结果表明,实验组叶绿素含量均 对照组,导致卡尔文循环中形成C
5
的量 ,从而
光合作用强度,使秋茄在低浓度DBP环境中能正常生长。
(4)为进一步探究秋茄是否具有降解水体中DBP的作用,需要检测 。
若 ,则在实验浓度范围内,秋茄适宜作为降解水体中DBP

6

的植物。
【答案】(1)无水乙醇 甲 (2)叶绿体中的色素约34为叶绿素,叶绿素吸收光的波长范围大于类胡萝卜素
(3)(显著)高于 增加 提高 (4)实验后各组培养液中DBP的含量 实验后培养液中DBP的含量均低于实验
前 < br>【解析】(1)色素是有机物,有机物溶于有机溶剂中,提取叶绿体中的色素用有机溶剂无水乙醇。叶绿素 包括叶
绿素a和叶绿素b,叶绿素a含量大于叶绿素b,曲线甲表示叶绿素a含量,曲线乙表示叶绿素b 含量。
(2)叶绿素是光合作用中主要的色素,一是因为只有少数叶绿素a分子能吸收、传递和转化光 能,二是因为其在
细胞的叶绿体中含量多,能吸收红光和蓝紫光,吸收光的波长范围大,而类胡萝卜素只 吸收蓝紫光。
(3)实验对照组为不添加DBP培养液培育的秋茄幼苗,实验组为添加的不同质量浓度 的DBP培养液培育秋茄
幼苗,比较发现,实验组叶绿素含量都高于对照组,实验组光反应增强,产生的 ATP和NADPH增加,促进对C3
的还原,使C5的量增加,从而提高光合作用强度。
( 4)若要进一步探究秋茄是否具有降解水体中DBP的作用,需要检测实验后培养液中DBP的含量,如剩余量越
多,说明降解效果越差,反之越强。
14、(2019四川南充适应性考试)阳生植物要求充 分直射日光,才能生长或生长良好,阴生植物适宜生长在荫蔽
(处于漫射光中,其较短波长的光占优势) 环境中。阳生植物和阴生植物的光合作用强度与光照强度的关系如
图甲;叶绿体中色素的吸收光谱如图乙 。请分析后回答下列问题。

甲 乙
(1)当光照强度为A时,阳生植物的实际光合作用强度为 (以CO
2
的固定量来表示);阴生植物光饱和点
是 。
(2)阳生植物和阴生植物适应的光照不同,这与它们的生理特性和形态结构特征不同有关。据图 甲推测,从叶绿
体结构的角度分析:在较低光照下阴生植物光合作用强度大于阳生植物的原因是 ；
结合图乙曲线特点,从叶绿素种类及相对含量的角度分析在较低光照下阴生植物光合作用强度大于阳 生植物
的原因是 。
【答案】(1)4 B (2)阴生植物绿体基粒较大,基粒上的类囊体数目多 阴生植物的叶绿素b与 叶绿素a的比
值大于阳生植物(或阴生植物叶绿素b相对含量高、叶绿素a相对含量低)
【解 析】(1)光照强度为A时,是阳生植物的光补偿点,此时光合速率=呼吸速率=4。由图可知,阴生植物的光饱
和点对应B点即与横坐标的交点。(2)由图可知,在较低光照下,阴生植物的光合作用强度大于阳生植 物,可能

7

是阴生植物的基粒较大,类囊体较多,色素 较多,有利于吸收光能;阴生植物所处环境中较短波长的光占优势,由
图乙可知,叶绿素b对较短波长的 光利用率比叶绿素a高,阴生植物中叶绿素b相对含量高,叶绿素a相对含量
低。
15、(2 019·山东青岛高三模拟)柑橘喜温，耐寒能力较差。研究人员通过相关实验研究低温条件对柑橘的影
响，实验中甲、乙两组白天均保持25 ℃；夜间甲组进行6 ℃的低温处理，乙组保持15 ℃，测定结果如下
图曲线所示。请回答下列问题：

(1)过低的温度对柑橘光合作 用影响较大，甚至引起植株死亡。主要原因是：一方面低温导致____________
结构受破坏， 从而引起光反应生成的______________减少；另一方面低温使________________ __________，
从而使暗反应速率降低。
(2)甲组在实验的9天内干重变化情况是 ________(填“增加”或“减少”)，判断依据是
____________________ ________。
(3)据测定，甲组柑橘叶果实的光合产物比率明显高于乙组，导致叶的光合速率 下降，推测其原因是：低温
使叶的光合产物______________降低，造成光合产物在叶片中 积累。
【答案】(1)类囊体薄膜 ATP、[H](NADPH) 与暗反应有关酶的活性降低
(2)增加 甲组的净光合作用速率大于零
(3)向外输出的速率
【解析】(1) 光反应的场所是类囊体薄膜，如果低温导致类囊体薄膜结构受破坏，会引起光反应的产物ATP、
[H] (NADPH)减少；同时温度会引起酶的活性改变，故低温引起与暗反应有关酶的活性降低，从而使暗反应速率降低。
(2)通过图示分析可知，夜间6 ℃处理的甲组植物净光合作用速率始终大于0，故甲组干重仍然增加。
(3)测定甲组柑橘叶果实的光 合产物比率明显高于乙组，可能是低温使叶的光合产物向外输出的速率降低，
造成光合产物在叶片中积累 。
16、(2019·黑龙江省齐齐哈尔市高三第三次试题)下图是某种淀粉酶催化淀粉水解的反应速 率与温度的关系

8

曲线，回答下列问题：

(1)图中b、c两点中通过改变温度条件可明显提高反应速率的是________，原因是
__________________________________________________ _______。
(2)某同学为验证温度对该酶活性的影响，设计了如下实验：
操作步骤
1
2
3
4
5

①该实验的自变量是__ ______。若反应时间相对充分，请在表格中X处填写合适的内容：________。操作
步骤4 ________(填“可以”或“不可以”)用斐林试剂代替碘液，原因是
操作方法
淀粉溶液
温度处理(℃)
淀粉酶溶液
碘液
现象
试管A
2 mL
37
1 mL
2滴
X
试管B
2 mL
100
1 mL
2滴
变蓝
试管C
2 mL
0
1 mL
2滴
变蓝
______________________________________。
②能 不能利用过氧化氢酶催化H
2
O
2
分解来验证温度对酶活性的影响原因？__ ______。原因是
____________________________________ ________。
③若需判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，从实验的 科学角度分析，最好检
测________来观察反应情况。
【答案】(1)c 低温抑制酶活性，对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，对酶活性的影响是不可逆的
(2)①温度 不变蓝 不可以 用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到50～65 ℃，改变了实验的自变量，
对实验结果有干扰 ②不能 温度对H2O2分解的速度有影响，会对实验结果造成干扰 ③生成物
【解析】(1)图中c点时，酶 的空间结构不变，升高温度，酶的活性会升高，反应速率会升高。b点时酶的空

9

间结构被破坏，即使降低温度，酶的活性也不会恢复，反应速率不会升高。
(2)①验证温度对该酶活性的影响，实验的自变量是温度。由反应速率和温度的变化曲线可知，该种淀 粉酶
的适宜温度为37 ℃，若反应时间相对充分，37 ℃时淀粉被彻底水解，X处应不变蓝。由于斐 林试剂使用
时需要加热，会影响实验的自变量，因此操作步骤4不可以用斐林试剂代替碘液。
②由于H
2
O
2
分解速率本身受温度影响，因此不能利用过氧化氢酶催化H< br>2
O
2
分解来验证温度对酶活性的影
响。
③判断某生物大分 子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，最好检测生成物量的变化，原因是生
成物从无到有，变 化较为明显，而反应物从多到少，变化可能不明显。
17、(2019·云南昆明高三质检)为探究影 响黑藻光合作用强度的环境因素，某小组设计了如下“迷你实验”装置，
回答下列问题。

(1)在可乐瓶里加入100 g黑藻，然后加入0.01 gmL碳酸氢钠溶液至满，将②、⑤夹紧， ④松开，在适宜光
照等条件下，可通过测定____________________来定量表示净光 合速率，依据的原理是
________________________________。 (2)用该装置探究二氧化碳浓度对光合作用强度影响时，随着碳酸氢钠溶液浓度的增加，直接影响光合作用
过程的________阶段，导致净光合速率变化的趋势是___________________ _____。
(3)利用该装置，还可以探究________________________( 答出两点即可)对黑藻光合作用强度的影响。
【答案】(1)单位时间内收集到的液体体积 适宜光照 等条件下，黑藻光合速率大于呼吸速率，二者的差值
为净光合速率可用氧气的释放量表示，释放的氧气使 可乐瓶中液体排出到量筒
(2)暗反应 先增加，趋于稳定后再降低
(3)光照强度、光质、温度等
【解析】(1)在适宜光照等条件下，植物的光合速率大于呼 吸速率，单位时间内释放的氧气的体积可表示净

10

光 合速率。碳酸氢钠溶液可以维持可乐瓶中CO2浓度的稳定，因此可乐瓶中液体排出到量筒中的体积为植
物释放出的氧气的体积，通过测定单位时间内收集到的液体体积定量表示净光合速率。
(2)碳酸氢钠 溶液为光合作用提供二氧化碳，二氧化碳参与光合作用的暗反应，随着碳酸氢钠溶液浓度的增
加，净光合 速率先随着二氧化碳浓度的增加而增大，因为受光照强度及温度等因素的限制，增大到一定值
后会趋于稳 定，当碳酸氢钠浓度过高后，会影响植物吸水，甚至植物会出现失水现象，则会引起光合速率
降低。 < br>(3)影响光合速率的外界因素有二氧化碳浓度、温度、光照强度等，因此利用该装置，除了探究二氧化碳 浓
度对光合作用强度的影响，还可以探究光照强度、光质、温度等对黑藻光合作用强度的影响。
18、(2019·山东临沂高三二模)在化石燃料日趋耗竭的未来，清洁、丰富的太阳能转化成“液态阳光” ，将成为
人类的重要能量来源，这为人工光合系统的研究提供了发展方向。2019年4月，我国科学家 设计了一种可
以基因编码的光敏蛋白(PSP)，成功模拟了自然光合系统的部分过程。回答问题： < br>(1)光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。在自然光合系统的光反应中所发生的能量转化是____________________________________。
(2)卡尔文 循环是指______________________________________，其发生的场所是 __________，影响它的主
要环境因素有______________________。该 循环在黑暗中不能正常进行的原因是
______________________________ _。
(3)向培养某植物的温室内通入
14
CO
2
，光照一段时间 后，发现CO
2
转化成多种化合物。欲探究CO
2
转化成
的第一种产 物是什么物质，简要写出实验的设计思路及结果分析。
______________________ __________________________________。
(4)人工设计的光敏 蛋白是引入光敏剂二苯甲酮和CO
2
光还原剂三联吡啶镍配合物改造而成的杂合蛋白质，
不像自然光合系统那样只能还原____________，而是在光照条件下能够将________直接还 原成CO，使电子
传递效率和CO
2
还原效率明显提高。由此推测，光敏蛋白与自然光 合系统中____________________等物质
的功能相似。
【答案】(1)光能转化为ATP和[H]中活跃的化学能
(2)光合作用过程中CO
2
中的碳转化成有机物中的碳的途径 叶绿体基质 CO
2
浓度、光照强度和温度 没
有光反应提供的ATP和[H]，吸收的CO
2
不能被还原
(3)将植物 分成不同的实验组，逐渐缩短光照时间分别照射，停止光照后迅速杀死植物并提取细胞产物进行
分析，当 只检测到一种含
14
C的转化物时，说明该物质是CO
2
转化成的第一种产物
(4)三碳化合物(C
3
) CO
2
光合色素、NADPH和ATP
【解析】(1)光反应过程中能量变化是光能转变成化学能，储存在ATP、[H]中。
(2 )卡尔文循环是光合作用过程中二氧化碳中的碳转化成有机物中的碳的途径，即暗反应过程；发生在叶绿
体基质中；影响暗反应的因素包括CO
2
浓度、温度、光照强度等；由于暗反应需要光反应产生 的[H]、ATP，

11

因此在黑暗中不能正常进行。
(3)欲探究CO
2
转化成的第一种产物是什么物质，应该将植物分成不同的实验组， 逐渐缩短光照时间分别照
射，停止光照后迅速杀死植物并提取细胞产物进行分析，当只检测到一种含14
C的转化物时，说明该物质是
CO
2
转化成的第一种产物。
(4)在自然光合系统中，暗反应先发生CO
2
与C
5
结合生成C
3
，再发生C
3
的还原反应，根据题意人工设计的
光敏蛋白可以直接将CO< br>2
还原成CO，使电子传递效率和CO
2
还原效率明显提高，此时该蛋白相当于 是光
合色素、ATP和[H]的作用。
19、(2019·山东日照高三校际联考)某小组利 用草莓对影响光合作用的因素及果实发育期光合产物的转移进
行了相关实验。图1表示在最适温度及其他 条件保持不变的条件下，草莓叶片CO
2
释放量随光照强度变化
的曲线；图2表示在适 宜条件下，向密闭温室中充入一定量
14
CO
2
后，草莓叶片、茎、果实的放 射性含量随
时间变化的曲线。请回答下列问题：

(1)图1中，B点时叶肉细胞中 产生的O
2
的扩散路径是______________________。C点骤变为D点时 ，短时
间内三碳化合物的含量将________。E点后曲线保持水平不变，此时限制草莓光合作用速 率的主要环境因素
是__________。
(2)由图2可知，t
1
～t
2
时间段，叶片中有机物的含量下降，最可能的原因是
______________ ______________________。
【答案】(1)从叶绿体扩散到线粒体 下降 CO
2
浓度(2)叶片中有机物的积累量小于有机物的输出
量
【解析】(1 )图1中，B点时叶片的光合速率＝呼吸速率，故叶肉细胞中叶绿体中产生的O
2
全部进
入线粒体参与氧化分解。C点骤变为D点时，光照增强，[H]和ATP的合成速率增加，短时间内
C
3
的还原加快，而二氧化碳的固定速率几乎不变，故短时间内三碳化合物的含量将出现下降。E

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点之前主要的限制因素是光照强度，E点之后主要的环境限制因素是二氧化碳浓度等。
(2) 由图2可知，t1～t2时间段，叶片的放射性的含量降低，茎和果实的放射性的含量升高，因此
可能是 因为有机物的积累量小于从叶片输出到茎和果实的有机物量，所以叶片中有机物的含量下
降。
20、(2019·天津市河西区高三二模)研究人员对两年生香榧苗进行不同程度的遮阴处理，一段时间后测定 其
叶片的各项生理特征，结果如下表。

请分析回答下列问题：
(1)据 表推知，遮阴会导致香榧苗对________离子的需求量增加，在提取香榧苗色素以及用纸层析法对色素种类和含量进行测定时，需添加的化学物质和有机化学试剂分别是___________________ ___________。理
论上，每组滤纸条上从点样处开始的第________条色素带都是最宽 的。
(2)在一定的范围内，香榧苗随着遮阴程度的增加，光合速率有所提高，其原因可能是色素含量 上升，利于
对可见光中的____________的吸收，促进了水在光下分解产生________ ____。但遮阴度达90%时，光合速
率却有所下降，原因可能是________________ ______________。
【答案】(1)镁 二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇、层析液 二
(2)红光和蓝紫光 [H]和O
2
光合作用受到了光照强度的限制
【解 析】(1)据表可知，遮阴会导致叶绿素含量升高，叶绿素的合成需要镁元素，因此，遮阴会导
致香榧苗 对镁离子的需求量增加。在提取香榧苗色素时，需要添加的化学物质是碳酸钙(防止研磨
时色素被破坏) 、二氧化硅(使研磨充分)和无水乙醇(溶解色素)。用纸层析法对色素进行分离和测定
时，需要添加层 析液。理论上，每组滤纸条上从点样处开始的第二条色素带都是最宽的，此色素
带为叶绿素a，含量最高 。

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(2)从表格中数据分析可知，在一定的范围 内，香榧苗随着遮阴程度的增加光合速率有所提高，其
原因可能是色素含量上升，利于对可见光中的红光 和蓝紫光的吸收，促进了水在光下分解产生氧
气和[H]。与遮阴度50%相比，遮阴度90%时，叶片 中的色素含量略高，但光合速率却下降，说明
光合作用受到了光照强度的限制。

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