【真题分类汇编】考点05：光合作用（有解析）--2019-2023年高中生物真题分类汇编专题练习
文档属性
| 名称 | 【真题分类汇编】考点05：光合作用（有解析）--2019-2023年高中生物真题分类汇编专题练习 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-21 18:08:16 | ||
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文档简介
【真题分类汇编】考点05：光合作用
1. 植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是 （ ）
A. 氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B. 叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C. 用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D. 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
2. 某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg g-1），结果如表。下列有关叙述正确的是（ ）
植林类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素
野生型 1235 519 419 4.19
突变体1 512 75 370 1.59
突变体2 115 20 379 0.36
A. 两种突变体的出现增加了物种多样性
B. 突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C. 两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致
D. 叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
3. 光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程中（ ）
A. 需要ATP提供能量 B. DCIP被氧化
C. 不需要光合色素参与 D. 会产生氧气
4. 如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（）
A. 水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜
B. NADP+与电子（e﹣）和质子（H+）结合形成NADPH
C. 产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D. 电子（e﹣）的有序传递是完成光能转换的重要环节
5. 植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（ ）
A. 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B. Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C. 弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D. PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
6. 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
7. 某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（ ）
A. 光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型
B. 光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型
C. 光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D. 光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
8. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出（ ）
A. 低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL L-1时，温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
9. 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
10. 某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B. 叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C. 四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D. 若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
11. 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
12. 下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A. 光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B. 供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C. 蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D. 供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
13. 植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B. 应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C. 合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D. 适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
14. 高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是 （ ）
A. 呼吸作用变强，消耗大量养分
B. 光合作用强度减弱，有机物合成减少
C. 蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D. 叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
15. 某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题：
（1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是__________________（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布________________上，其中类胡萝卜素主要吸收___________（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
（2）将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是 。
（3）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果 。
16. 浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：
Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定
（1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。
（2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。
样品 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1）
上层 0.199 0.123
中层 0.228 0.123
下层 0.684 0.453
数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。
Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定
（3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。
酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。
粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。
（4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。
在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。
17. 科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP（如图Ⅰ）。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。
（1）制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是 ；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持 ______（填“低温”或“常温”）。
（2）在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是
。
（3）为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是 ______。
（4）用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有
（答两点）。
18. 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号，促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K 。有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题：
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答出2点即可）等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是 。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔_______（填“能”或“不能”）维持一定的开度。
19. 某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如图。
回答下列问题：
（1）从叶片中分离叶绿体可采用 ____________法。
（2）经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是 ___________________________（写出两点即可）。
（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少 ____________。
（4）叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 ______中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于 ______中的基因编码。
20. 海南是我国火龙果的主要种植区之一，由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图：
回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是_____小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）： 。
21. 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，其中气孔导度大表示气孔开放程度。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。
22. 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。
叶绿体类型
相对值
实验项目 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 ______ 。
23. 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。
24. 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）
。
。
25. 下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4，固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环。回答下列问题：
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 （填具体名称），该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成___________（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过 长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度________（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 （答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 （答出三点即可）。
26. 光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图：（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中消耗的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。）
水稻
材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片主要吸收可见光中的_______光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体 ，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题 ？
27. 图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题：
(1)图Ⅰ中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于___________。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。
28. 当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
（1）该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有 （答出2个因素即可）。
（2）根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是 。
（3）据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量_____（填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是 。
29. 叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是 。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的__________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有_____________________________________________________（答出2点即可）。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率__________（填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量__________（填“增加”或“减少”）。库源比升高导致果实单果重变化的原因是____________________________________________________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。
果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合格）的是哪一项？__________
A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土
30. 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；16 h光照，8 h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。
31. 不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
（1）图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会 ______（填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明 ______
。
（3）从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的 ，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明 。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 ，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
32. 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
30 μmol 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。
33. 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1，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2，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 ______。
34. 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 molO2 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
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，所以氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；
B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，所以叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，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溶解度不同，溶解度大的扩散得快，在滤纸条的最上方；溶解度小得扩散得慢，在滤纸条的最下方。因此，叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得速度越快，D错误。
故选D。
2.【答案】D
【解析】A、两种突变体应该是同一物种，并没有增加物种多样性，A错误；
B、由表格可知，突变体2的叶绿素含量明显小于突变体1，因此吸收红光的能力不如突变体1，B错误；
C、两种突变体的光合色素含量差异，是由相同基因发生不同方向的突变所致，C错误；
D、叶绿素显绿色，类胡萝卜素显黄色，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色，D正确。
故选：D。
1、光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、表格分析：与野生型比较，两种突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素/胡萝卜素四项指标都下降。
本题的知识点是光合作用色素的种类和功能，主要考查学生分析表格获取信息并理解有效信息解决问题的能力，强化学生对相关知识的理解与运用。
3.【答案】D
【解析】【解答】
A、在适宜条件下，照光后在叶绿体类囊体上进行光反应，不需要ATP提供能量，且生成ATP，A错误；
B、DCIP是氧化还原指示剂，当由蓝色逐渐变为无色，说明光反应产物中有还原性氢，B错误；
C、光反应需要类囊体薄膜上的光合色素参与，并吸收光能，C错误；
D、光反应过程中，水分解后产生还原性氢和氧气，D正确。
故选：D。
【分析】
1、光反应阶段：场所是类囊体薄膜。
a．水的光解：2H2O4[H]+O2 b．ATP的生成：ADP+PiATP。
2、依据题中信息可判断，光照后DCIP由蓝色逐渐变为无色，说明有还原剂产生，发生了水的光解。
本题主要考查光合作用过程中的光反应，意在强化学生对光合作用过程的识记、理解与掌握。
4.【答案】A
【解析】A、水光解产生的O2场所是叶绿体的类囊体膜上，若被有氧呼吸利用，其场所在线粒体内膜，氧气从叶绿体类囊体膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，经过外膜后就到达了内膜，所以至少要穿过3层膜，A错误；
B、光反应中NADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPH，提供给暗反应，B正确；
C、由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢，色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；
D、电子（e-）的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。
故选：A。
1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程，其中有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质基质中进行，第二阶段在线粒体基质中进行，第三阶段在线粒体内膜中进行；无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。
2、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）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类有机物。
本题主要考查光合作用中光反应的过程，考生需掌握相关知识，才能准确答题。
5.【答案】C
【解析】A、叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；
B、Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱， B正确；
C、弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；
D、PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和O2，D正确。
故选C。
6.【答案】D
【解析】A、在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，则二者光合作用速率相同时，t2所需的光照强度高于t1。因此当二者光合速率分别达到最大时，t2所需光照强度高于t1，即t2具有比t1更高的光饱和点，A正确；
B、在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时，t1所需光照强度低于t2，即t1比t2具有更低的光补偿点，B正确；
C、由题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，因此三者光合速率的高低与叶绿素含量无关，C正确；
D、正常光照条件下，三者的叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同，造成叶绿体相对受光面积的不同，从而影响光合速率。在一定的光照强度后，三者光合速率的差异不会随着光照强度的增加而变大，D错误。
故选：D。
分析题图可知：在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，则二者光合作用速率相同时，t2所需的光照强度高于t1；当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时，t1所需光照强度低于t2。
本题主要考查影响光合作用的因素，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养了学生分析图形、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
7.【答案】D
【解析】A、由于突变型水稻叶片的叶绿素较少，由图可知，光照强度低于P时，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，A正确；
B、突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，当光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型，B正确；
C、光照强度低于P时，光合速率未达到饱和，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C正确；
D、光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度、光照强度，D错误。
故选：D。
分析题图：二氧化碳的吸收量表示净光合速率，在P点之前，野生型的净光合速率大于突变型，而光照强度大于P点，突变型的净光合速率大于野生型。
本题主要考查影响光合速率的因素，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间内在联系的能力。
8.【答案】D
【解析】A、低于最适温度时，温度升高，相关酶活性增大，会使光合速率随温度升高而升高，A正确；
B、从曲线图可知，在一定的范围内，CO2浓度越大，光合速率越大，光合作用最适温度也升高，B正确；
C、CO2浓度为200μL L-1时，光合速率随温度的变化幅度最小，即温度对光合速率影响小，C正确；
D、10℃条件下，CO2浓度为370或1000μL L-1时，光合速率基本相同，光合速率随CO2浓度的升高不会持续提高，D错误。
故选D。
分析曲线图：本实验探究了温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，因变量为光合速率。
本题结合曲线图考查光合作用的有关知识，要求学生掌握光合作用的过程，明确影响光合作用的因素及影响原理，准确分析题干和曲线信息，再结合所学知识作答。
9.【答案】B
【解析】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 3 nmol 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。
10.【答案】B
【解析】【分析】
不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。
【详解】
A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和光照为无关变量，A错误；
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；
C、四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；
D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
故选B。
11.【答案】A
【解析】分析图甲：自变量为山梨醇浓度，因变量为叶绿体完整率和放氧率；图中可以看出随着山梨醇浓度的上升，叶绿体完整率和放氧率逐渐增大。
分析图乙：自变量为两种浓度的山梨醇及照光时间，因变量为完整叶绿体ATP含量和放氧量。
A、由图乙可知：与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大，但在低渗山梨醇浓度下，放氧速率减慢，光合速率降低，A错误；
B、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、低渗条件下，即使叶绿体不破裂，光合放氧速率降低，光反应产生的ATP和[H]含量降低，卡尔文循环效率也下降，C正确；
D、光合作用的场所是叶绿体，破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低，D正确。
故选：A。
12.【答案】B
【解析】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，而有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；
B、酵母菌为兼性厌氧型生物，在供氧不足时，酵母菌进行无氧呼吸，并在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳，B正确；
C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但能进行有氧呼吸，可通过有氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，C错误；
D、供氧充足时，真核生物进行有氧呼吸，并在线粒体内膜上氧化[H]，释放大量能量，产生大量ATP，D错误。
故选B。
1、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两阶段产生的[H]与氧气反应生成水、ATP，释放出大量的能量，发生在线粒体内膜上。
2、无氧呼吸的第一阶段产生丙酮酸、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生在细胞质基质中；第二阶段是在无氧条件下产生乳酸或酒精和二氧化碳，场所是细胞质基质。
本题考查光合作用和细胞呼吸的相关知识，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的具体过程，尤其是物质和能量变化过程，能结合所学的知识准确判断各选项。
13.【答案】B
【解析】A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；
B、为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。
故选：B。
影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：CO2浓度、温度、光照强度。
本题主要考查影响光合作用的环境因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握。
14.【答案】D
【解析】A、高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；
B、高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；
C、高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；
D、高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。
故选D。
15.【答案】（1）差速离心法 类囊体（薄）膜 蓝紫光
（2）悬浮液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH，所以无法形成糖类
（3）实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。实验结果：甲组匀浆出现蓝色，说明有淀粉产生；乙组无蓝色出现，说明无淀粉产生
【解析】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色素中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）光合作用的光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料，导致暗反应无法进行，产物不能生成。
（3）本题主要考察光合作用产物中有淀粉存在，并且在叶绿体中，需要将叶绿体提取出来并检测其中有淀粉。（答案合理即可）
16.【答案】（1）类胡萝卜素 叶绿体的类囊体薄膜或类囊体薄膜
（2）下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光
（3）酶变性 维持pH值 上清液
（4）1800 抑制
【解析】【分析】
绿叶中色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素；
色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
【解答】
（1）浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
（2）由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。
（3）粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。
（4）分析题图数据，图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。
17.【答案】（1）保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温
（2）实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差
（3）类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水
（4）NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
【解析】【分析】
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NADPH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）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
本题考查光合作用的相关知识，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是解答本题的关键。
【解答】
（1）制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温，降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。
（2）从图Ⅱ实验中可知，在光照条件下，将处于pH=4的类囊体转移到pH=8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP和Pi,也产生了ATP，但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，因为实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差。
（3）对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。
（4）人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。
故答案为：
（1）保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温
（2）实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差
（3）类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水
（4）NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
18.【答案】(1) 光合作用和呼吸作用
(2) 红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放
(3) 蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，因而保卫细胞渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开
(4) 能
【解析】(1)植物的蒸腾作用通过气孔实现，可见气孔的开闭将直接影响蒸腾作用，同时，蒸腾作用能提供植物吸水和运水的动力，植物体中营养物质的运输过程离不开水分，因此光合作用会因为营养物质运输不畅受到影响，同时气孔关闭也会使气体与外界环境的交换能力变弱，而光合作用需要通过气孔吸收二氧化碳作为原料，进而受到影响，同时产生的氧气也需要通过气孔释放出去；呼吸作用需要利用氧气，同时产生的二氧化碳需要释放出去。
总之，光合作用和呼吸作用均需要植物通过气孔很好地与外界发生气体交换才能顺利完成，因此，气孔的开闭直接影响的生理过程除了蒸腾作用外，还有光合作用和呼吸作用。
(2)红光是植物光合色素主要捕获的光，因而能促进保卫细胞中的叶绿体进行光合作用，光合作用制造的有机物能提高植物细胞的渗透压，进而促进保卫细胞吸水，保卫细胞因体积膨大而气孔开放。
(3)分析题意，蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+，进而增加了保卫细胞的渗透压，保卫细胞吸水能力增强，因而体积膨大，气孔开放，因此，在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大。
(4)分析题意，影响气孔开度的因素除了保卫细胞的光合作用外，还有蓝光等的作用。因此，当除草剂阻断光合作用的光反应，叶片还可通过蓝光这种信号的刺激维持气孔一定的开度。
19.【答案】（1）差速离心法
（2）叶绿体内部结构解体，仅残留少量片层结构；叶绿体内的光合色素减少
（3）水分的散失
（4）细胞核 叶绿体
【解析】（1）从叶肉细胞中分离叶绿体可采用差速离心法。
（2）叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH），并在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP，ATP和NADPH的数量与叶绿体的结构、光合色素和光照强度等有关，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因可能是叶绿体结构解体，仅残留少量片层结构；叶绿体内的光合色素减少。
（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失。
（4）植物细胞内能合成蛋白质的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于细胞质中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于叶绿体中的基因编码。
光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
本题结合柱形图作用机理，考查了光合作用的相关知识，意在考查考生的分析能力、理解能力，实验设计能力以及能够运用所学知识解决问题的能力。
20.【答案】(1) 叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b） 一和二
(2) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(3) 将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数
【解析】(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。
(2)根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光+蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。
(3)本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
21.【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。
22.【答案】（1）类囊体膜 [H]（NADPH）减慢
（2）①Fecy 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;由于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类囊体上的色素吸收、转化光能
③类囊体结构被破坏程度越大，H+的浓度梯度越不容易形成，ATP合成酶越不容易被激活，产生ATP效率越低
【解析】（1）图b反应中有水的光解过程，而水光解发生在叶绿体类囊体薄膜上，故图b表示图a中叶绿体类囊体薄膜。光反应中能量的变化：叶绿体中的色素吸收光能，转化为电能，最终转化为NADPH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;由于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结合实验分析，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类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，类囊体薄膜越难以维持H+的浓度梯度，ATP合成酶越不容易被激活，导致产生ATP效率越低。
故答案为：
（1）类囊体膜 [H]（NADPH）减慢
（2）①Fecy 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;由于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类囊体上的色素吸收、转化光能
③类囊体结构被破坏程度越大，H+的浓度梯度越不容易形成，ATP合成酶越不容易被激活，产生ATP效率越低
23.【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。
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。
【解答】
（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浓缩机制使羖化体中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NADPH和ATP，使光反应水平也随之提高，从而提高光合速率。
故答案为：
（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
24.【答案】（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质；呼吸作用
（2）白天由于植物蒸腾作用过强导致的水分散失; 植物光合作用
（3）实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
【解析】【分析】
本题考查光合作用的有关知识，意在考查考生分析问题、解决问题的能力
【解答】
（1）白天叶肉细胞既进行光合作用也进行呼吸作用，光合作用产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用产生ATP的产所有细胞质基质和线粒体，所以白天叶肉细胞产生ATP的产所有叶绿体、线粒体、细胞质基质。分析题干可知，植物在夜晚将CO2转化成苹果酸储存在液泡中，等到了白天再释放出来，白天可以依靠苹果酸分解释放CO2进行光合作用，当然也可以利用自身呼吸作用释放的二氧化碳来进行光合作用。
（2）白天炎热干旱环境下，植物关闭气孔可降低植株的蒸腾作用，从而防止水分的散失，又因为植株甲可利用夜间产生的CO2，所以植株甲在白天可进行正常的光合作用。
（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：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
25.【答案】(1) 3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织
(2) 高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘细胞内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸
(3) 酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
【解析】(1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，蔗糖通过维管组织进行长距离运输。
(2)干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束稍内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。
(3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。
26.【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升 蓝紫
(2)高于 呼吸速率较高
(3)有机物积累较多
(4) 为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT？
【解析】(1)根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收蓝紫光。
(2)根据图a净光合速率曲线变化可知，WT先到达光饱和点，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，ygl有较高的光补偿点，可能原因是一方面光合速率偏低，另一方面是呼吸速率较高，结合题意可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。
(3)净光合速率较高则有机物的积累量较多，更有利于植株生长发育，因此产量较多。
(4)由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率如下图：
根据两图提出问题：为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT？
27.【答案】(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b
(2)过氧化氢
(3) 光呼吸 光合作用强度等于呼吸作用
(4)直接价值
【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NADPH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NADPH的作用下还原生成有机物。
【解答】
（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反应的主要是叶绿素a和叶绿素b。
（2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
（3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
（4）图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。
28.【答案】（1）拟南芥种类、光照强度 CO2浓度、温度
（2）不能 强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱
（3）少 突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤
【解析】（1）本题以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结合题图分析实验的自变量有拟南芥种类和光照强度；该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度等。
（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。
（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值高，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP，促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。
29.【答案】(1)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇
(2) C5 ATP和NADPH 研究光合产物从源分配到库生成过程；研究净光合积累有机物的量
(3)降低 增加 库源比升高，植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加
(4)离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多
(5)C
【解析】【分析】
本题研究研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，自变量为库源比，即以果实数量与叶片数量比值；因变量为光合作用以及光合产物分配情况。
【详解】
（1）叶绿体中的色素易溶于无水乙醇，因此用乙醇作为提取液。
（2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的C5 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的ATP和NADPH中的化学能，合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有研究光合产物从源分配到库生成过程，研究净光合积累有机物的量等。
（3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低；果实中含13C光合产物的量增加；库源比升高导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。
（4）根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。
（5）综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能提高果实产量，故选C。
30.【答案】（1）液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸
（2）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
（3）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】由图甲可知：在O～A段，高磷和低磷状态下植物净光合速率相同；A点之后，高磷状态下植物净光合速率大于低磷状态下植物净光合速率。
由图乙可知：光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖低于高磷，淀粉含量高于高磷。
（1）对于叶片细胞，无机磷大多数贮存于液泡中，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构中。光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能，并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH。磷酸基团是光反应产物ATP和NADPH的组分。磷酸基团是三碳糖磷酸的组分，三碳糖磷酸是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要方式。
（2）由图甲可知，在O～A段，高磷和低磷状态下植物净光合速率相同，可知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，低磷条件的蔗糖低于高磷，淀粉含量高于高磷。不论高磷、低磷，由于光照条件下进行光合作用，黑暗条件下进行呼吸作用，都表现为光照条件下淀粉含量增加，黑暗条件下淀粉含量减少。
（3）根据淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比的特性，本实验可用光电比色法测定淀粉含量。通过放射性测量方法，可观察由放射性核素标记的物质的分布和变化情况，为确定叶片光合产物的去向，可采用14CO2的同位素示踪法。
31.【答案】（1）增大
（2）高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
（3）实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
（4）A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【解析】【分析】
光饱和点：在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度为光饱和点。影响光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，内因有叶绿体中色素含量、酶的含量、酶的活性等。
熟知光合作用过程中的物质变化和能量变化是解答本题的关键之一，能根据实验结果进行合理的分析是解答本题的必备能力，掌握影响光合作用过程的因素的影响机理是解答本题的另一关键。
【解答】
（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。
（2）据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
（3）据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
故答案为：
（1）增大
（2）高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
（3）实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
（4）A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
32.【答案】（1）光密度值 高 高光强
（2）吸能 ATP、NADPH
（3）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
（4）360
【解析】【分析】
分析甲图，同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，同光强下，温度在25 ℃之前，随着温度升高，绿藻释放氧速率（净光合速率）加快。同温度下，高光强的释放氧速率（净光合速率）更大。
【解答】
（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；由乙图分析可知，同温度下，高光强的释放氧速率更大，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）由乙图可知，绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol g-1 h-1，绿藻放氧速率为150 μmol g-1 h-1，光合作用产生的氧气速率为180 μmol g-1 h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180 μmol，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=360 μmol的3-磷酸甘油酸。
33.【答案】（1）促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量 B 右上方
（3）低 减少
【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。
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。
【解答】
（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，因此更换营养液的主要原因是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。
（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减少。
故答案为：
（1）促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量 B右上方
（3）低 减少
34.【答案】（1）类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素
（2）C5 12
（3）NADPH 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】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。
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1. 植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是 （ ）
A. 氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B. 叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C. 用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D. 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
2. 某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg g-1），结果如表。下列有关叙述正确的是（ ）
植林类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素
野生型 1235 519 419 4.19
突变体1 512 75 370 1.59
突变体2 115 20 379 0.36
A. 两种突变体的出现增加了物种多样性
B. 突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C. 两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致
D. 叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
3. 光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程中（ ）
A. 需要ATP提供能量 B. DCIP被氧化
C. 不需要光合色素参与 D. 会产生氧气
4. 如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（）
A. 水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜
B. NADP+与电子（e﹣）和质子（H+）结合形成NADPH
C. 产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D. 电子（e﹣）的有序传递是完成光能转换的重要环节
5. 植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（ ）
A. 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B. Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C. 弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D. PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
6. 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
7. 某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（ ）
A. 光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型
B. 光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型
C. 光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D. 光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
8. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出（ ）
A. 低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL L-1时，温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
9. 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
10. 某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B. 叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C. 四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D. 若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
11. 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
12. 下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A. 光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B. 供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C. 蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D. 供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
13. 植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B. 应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C. 合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D. 适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
14. 高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是 （ ）
A. 呼吸作用变强，消耗大量养分
B. 光合作用强度减弱，有机物合成减少
C. 蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D. 叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
15. 某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题：
（1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是__________________（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布________________上，其中类胡萝卜素主要吸收___________（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
（2）将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是 。
（3）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果 。
16. 浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：
Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定
（1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。
（2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。
样品 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1）
上层 0.199 0.123
中层 0.228 0.123
下层 0.684 0.453
数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。
Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定
（3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。
酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。
粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。
（4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。
在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。
17. 科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP（如图Ⅰ）。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。
（1）制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是 ；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持 ______（填“低温”或“常温”）。
（2）在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是
。
（3）为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是 ______。
（4）用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有
（答两点）。
18. 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号，促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K 。有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题：
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答出2点即可）等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是 。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔_______（填“能”或“不能”）维持一定的开度。
19. 某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如图。
回答下列问题：
（1）从叶片中分离叶绿体可采用 ____________法。
（2）经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是 ___________________________（写出两点即可）。
（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少 ____________。
（4）叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 ______中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于 ______中的基因编码。
20. 海南是我国火龙果的主要种植区之一，由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图：
回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是_____小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）： 。
21. 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，其中气孔导度大表示气孔开放程度。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。
22. 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。
叶绿体类型
相对值
实验项目 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 ______ 。
23. 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。
24. 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）
。
。
25. 下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4，固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环。回答下列问题：
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 （填具体名称），该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成___________（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过 长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度________（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 （答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 （答出三点即可）。
26. 光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图：（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中消耗的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。）
水稻
材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片主要吸收可见光中的_______光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体 ，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题 ？
27. 图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题：
(1)图Ⅰ中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于___________。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。
28. 当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
（1）该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有 （答出2个因素即可）。
（2）根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是 。
（3）据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量_____（填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是 。
29. 叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是 。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的__________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有_____________________________________________________（答出2点即可）。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率__________（填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量__________（填“增加”或“减少”）。库源比升高导致果实单果重变化的原因是____________________________________________________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。
果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合格）的是哪一项？__________
A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土
30. 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；16 h光照，8 h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。
31. 不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
（1）图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会 ______（填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明 ______
。
（3）从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的 ，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明 。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 ，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
32. 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
30 μmol 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。
33. 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1，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2，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 ______。
34. 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 molO2 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
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，所以氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；
B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，所以叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，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溶解度不同，溶解度大的扩散得快，在滤纸条的最上方；溶解度小得扩散得慢，在滤纸条的最下方。因此，叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得速度越快，D错误。
故选D。
2.【答案】D
【解析】A、两种突变体应该是同一物种，并没有增加物种多样性，A错误；
B、由表格可知，突变体2的叶绿素含量明显小于突变体1，因此吸收红光的能力不如突变体1，B错误；
C、两种突变体的光合色素含量差异，是由相同基因发生不同方向的突变所致，C错误；
D、叶绿素显绿色，类胡萝卜素显黄色，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色，D正确。
故选：D。
1、光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、表格分析：与野生型比较，两种突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素/胡萝卜素四项指标都下降。
本题的知识点是光合作用色素的种类和功能，主要考查学生分析表格获取信息并理解有效信息解决问题的能力，强化学生对相关知识的理解与运用。
3.【答案】D
【解析】【解答】
A、在适宜条件下，照光后在叶绿体类囊体上进行光反应，不需要ATP提供能量，且生成ATP，A错误；
B、DCIP是氧化还原指示剂，当由蓝色逐渐变为无色，说明光反应产物中有还原性氢，B错误；
C、光反应需要类囊体薄膜上的光合色素参与，并吸收光能，C错误；
D、光反应过程中，水分解后产生还原性氢和氧气，D正确。
故选：D。
【分析】
1、光反应阶段：场所是类囊体薄膜。
a．水的光解：2H2O4[H]+O2 b．ATP的生成：ADP+PiATP。
2、依据题中信息可判断，光照后DCIP由蓝色逐渐变为无色，说明有还原剂产生，发生了水的光解。
本题主要考查光合作用过程中的光反应，意在强化学生对光合作用过程的识记、理解与掌握。
4.【答案】A
【解析】A、水光解产生的O2场所是叶绿体的类囊体膜上，若被有氧呼吸利用，其场所在线粒体内膜，氧气从叶绿体类囊体膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，经过外膜后就到达了内膜，所以至少要穿过3层膜，A错误；
B、光反应中NADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPH，提供给暗反应，B正确；
C、由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢，色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；
D、电子（e-）的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。
故选：A。
1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程，其中有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质基质中进行，第二阶段在线粒体基质中进行，第三阶段在线粒体内膜中进行；无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。
2、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）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类有机物。
本题主要考查光合作用中光反应的过程，考生需掌握相关知识，才能准确答题。
5.【答案】C
【解析】A、叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；
B、Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱， B正确；
C、弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；
D、PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和O2，D正确。
故选C。
6.【答案】D
【解析】A、在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，则二者光合作用速率相同时，t2所需的光照强度高于t1。因此当二者光合速率分别达到最大时，t2所需光照强度高于t1，即t2具有比t1更高的光饱和点，A正确；
B、在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时，t1所需光照强度低于t2，即t1比t2具有更低的光补偿点，B正确；
C、由题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，因此三者光合速率的高低与叶绿素含量无关，C正确；
D、正常光照条件下，三者的叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同，造成叶绿体相对受光面积的不同，从而影响光合速率。在一定的光照强度后，三者光合速率的差异不会随着光照强度的增加而变大，D错误。
故选：D。
分析题图可知：在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，则二者光合作用速率相同时，t2所需的光照强度高于t1；当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时，t1所需光照强度低于t2。
本题主要考查影响光合作用的因素，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养了学生分析图形、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
7.【答案】D
【解析】A、由于突变型水稻叶片的叶绿素较少，由图可知，光照强度低于P时，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，A正确；
B、突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，当光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型，B正确；
C、光照强度低于P时，光合速率未达到饱和，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C正确；
D、光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度、光照强度，D错误。
故选：D。
分析题图：二氧化碳的吸收量表示净光合速率，在P点之前，野生型的净光合速率大于突变型，而光照强度大于P点，突变型的净光合速率大于野生型。
本题主要考查影响光合速率的因素，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间内在联系的能力。
8.【答案】D
【解析】A、低于最适温度时，温度升高，相关酶活性增大，会使光合速率随温度升高而升高，A正确；
B、从曲线图可知，在一定的范围内，CO2浓度越大，光合速率越大，光合作用最适温度也升高，B正确；
C、CO2浓度为200μL L-1时，光合速率随温度的变化幅度最小，即温度对光合速率影响小，C正确；
D、10℃条件下，CO2浓度为370或1000μL L-1时，光合速率基本相同，光合速率随CO2浓度的升高不会持续提高，D错误。
故选D。
分析曲线图：本实验探究了温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，因变量为光合速率。
本题结合曲线图考查光合作用的有关知识，要求学生掌握光合作用的过程，明确影响光合作用的因素及影响原理，准确分析题干和曲线信息，再结合所学知识作答。
9.【答案】B
【解析】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 3 nmol 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。
10.【答案】B
【解析】【分析】
不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。
【详解】
A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和光照为无关变量，A错误；
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；
C、四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；
D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
故选B。
11.【答案】A
【解析】分析图甲：自变量为山梨醇浓度，因变量为叶绿体完整率和放氧率；图中可以看出随着山梨醇浓度的上升，叶绿体完整率和放氧率逐渐增大。
分析图乙：自变量为两种浓度的山梨醇及照光时间，因变量为完整叶绿体ATP含量和放氧量。
A、由图乙可知：与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大，但在低渗山梨醇浓度下，放氧速率减慢，光合速率降低，A错误；
B、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、低渗条件下，即使叶绿体不破裂，光合放氧速率降低，光反应产生的ATP和[H]含量降低，卡尔文循环效率也下降，C正确；
D、光合作用的场所是叶绿体，破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低，D正确。
故选：A。
12.【答案】B
【解析】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，而有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；
B、酵母菌为兼性厌氧型生物，在供氧不足时，酵母菌进行无氧呼吸，并在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳，B正确；
C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但能进行有氧呼吸，可通过有氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，C错误；
D、供氧充足时，真核生物进行有氧呼吸，并在线粒体内膜上氧化[H]，释放大量能量，产生大量ATP，D错误。
故选B。
1、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两阶段产生的[H]与氧气反应生成水、ATP，释放出大量的能量，发生在线粒体内膜上。
2、无氧呼吸的第一阶段产生丙酮酸、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生在细胞质基质中；第二阶段是在无氧条件下产生乳酸或酒精和二氧化碳，场所是细胞质基质。
本题考查光合作用和细胞呼吸的相关知识，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的具体过程，尤其是物质和能量变化过程，能结合所学的知识准确判断各选项。
13.【答案】B
【解析】A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；
B、为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。
故选：B。
影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：CO2浓度、温度、光照强度。
本题主要考查影响光合作用的环境因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握。
14.【答案】D
【解析】A、高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；
B、高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；
C、高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；
D、高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。
故选D。
15.【答案】（1）差速离心法 类囊体（薄）膜 蓝紫光
（2）悬浮液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH，所以无法形成糖类
（3）实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。实验结果：甲组匀浆出现蓝色，说明有淀粉产生；乙组无蓝色出现，说明无淀粉产生
【解析】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色素中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）光合作用的光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料，导致暗反应无法进行，产物不能生成。
（3）本题主要考察光合作用产物中有淀粉存在，并且在叶绿体中，需要将叶绿体提取出来并检测其中有淀粉。（答案合理即可）
16.【答案】（1）类胡萝卜素 叶绿体的类囊体薄膜或类囊体薄膜
（2）下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光
（3）酶变性 维持pH值 上清液
（4）1800 抑制
【解析】【分析】
绿叶中色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素；
色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
【解答】
（1）浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
（2）由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。
（3）粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。
（4）分析题图数据，图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。
17.【答案】（1）保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温
（2）实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差
（3）类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水
（4）NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
【解析】【分析】
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NADPH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）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
本题考查光合作用的相关知识，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是解答本题的关键。
【解答】
（1）制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温，降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。
（2）从图Ⅱ实验中可知，在光照条件下，将处于pH=4的类囊体转移到pH=8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP和Pi,也产生了ATP，但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，因为实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差。
（3）对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。
（4）人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。
故答案为：
（1）保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温
（2）实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差
（3）类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水
（4）NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
18.【答案】(1) 光合作用和呼吸作用
(2) 红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放
(3) 蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，因而保卫细胞渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开
(4) 能
【解析】(1)植物的蒸腾作用通过气孔实现，可见气孔的开闭将直接影响蒸腾作用，同时，蒸腾作用能提供植物吸水和运水的动力，植物体中营养物质的运输过程离不开水分，因此光合作用会因为营养物质运输不畅受到影响，同时气孔关闭也会使气体与外界环境的交换能力变弱，而光合作用需要通过气孔吸收二氧化碳作为原料，进而受到影响，同时产生的氧气也需要通过气孔释放出去；呼吸作用需要利用氧气，同时产生的二氧化碳需要释放出去。
总之，光合作用和呼吸作用均需要植物通过气孔很好地与外界发生气体交换才能顺利完成，因此，气孔的开闭直接影响的生理过程除了蒸腾作用外，还有光合作用和呼吸作用。
(2)红光是植物光合色素主要捕获的光，因而能促进保卫细胞中的叶绿体进行光合作用，光合作用制造的有机物能提高植物细胞的渗透压，进而促进保卫细胞吸水，保卫细胞因体积膨大而气孔开放。
(3)分析题意，蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+，进而增加了保卫细胞的渗透压，保卫细胞吸水能力增强，因而体积膨大，气孔开放，因此，在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大。
(4)分析题意，影响气孔开度的因素除了保卫细胞的光合作用外，还有蓝光等的作用。因此，当除草剂阻断光合作用的光反应，叶片还可通过蓝光这种信号的刺激维持气孔一定的开度。
19.【答案】（1）差速离心法
（2）叶绿体内部结构解体，仅残留少量片层结构；叶绿体内的光合色素减少
（3）水分的散失
（4）细胞核 叶绿体
【解析】（1）从叶肉细胞中分离叶绿体可采用差速离心法。
（2）叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH），并在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP，ATP和NADPH的数量与叶绿体的结构、光合色素和光照强度等有关，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因可能是叶绿体结构解体，仅残留少量片层结构；叶绿体内的光合色素减少。
（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失。
（4）植物细胞内能合成蛋白质的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于细胞质中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于叶绿体中的基因编码。
光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
本题结合柱形图作用机理，考查了光合作用的相关知识，意在考查考生的分析能力、理解能力，实验设计能力以及能够运用所学知识解决问题的能力。
20.【答案】(1) 叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b） 一和二
(2) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(3) 将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数
【解析】(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。
(2)根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光+蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。
(3)本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
21.【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。
22.【答案】（1）类囊体膜 [H]（NADPH）减慢
（2）①Fecy 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;由于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类囊体上的色素吸收、转化光能
③类囊体结构被破坏程度越大，H+的浓度梯度越不容易形成，ATP合成酶越不容易被激活，产生ATP效率越低
【解析】（1）图b反应中有水的光解过程，而水光解发生在叶绿体类囊体薄膜上，故图b表示图a中叶绿体类囊体薄膜。光反应中能量的变化：叶绿体中的色素吸收光能，转化为电能，最终转化为NADPH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;由于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结合实验分析，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类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，类囊体薄膜越难以维持H+的浓度梯度，ATP合成酶越不容易被激活，导致产生ATP效率越低。
故答案为：
（1）类囊体膜 [H]（NADPH）减慢
（2）①Fecy 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;由于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类囊体上的色素吸收、转化光能
③类囊体结构被破坏程度越大，H+的浓度梯度越不容易形成，ATP合成酶越不容易被激活，产生ATP效率越低
23.【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。
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。
【解答】
（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浓缩机制使羖化体中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NADPH和ATP，使光反应水平也随之提高，从而提高光合速率。
故答案为：
（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
24.【答案】（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质；呼吸作用
（2）白天由于植物蒸腾作用过强导致的水分散失; 植物光合作用
（3）实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
【解析】【分析】
本题考查光合作用的有关知识，意在考查考生分析问题、解决问题的能力
【解答】
（1）白天叶肉细胞既进行光合作用也进行呼吸作用，光合作用产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用产生ATP的产所有细胞质基质和线粒体，所以白天叶肉细胞产生ATP的产所有叶绿体、线粒体、细胞质基质。分析题干可知，植物在夜晚将CO2转化成苹果酸储存在液泡中，等到了白天再释放出来，白天可以依靠苹果酸分解释放CO2进行光合作用，当然也可以利用自身呼吸作用释放的二氧化碳来进行光合作用。
（2）白天炎热干旱环境下，植物关闭气孔可降低植株的蒸腾作用，从而防止水分的散失，又因为植株甲可利用夜间产生的CO2，所以植株甲在白天可进行正常的光合作用。
（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：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
25.【答案】(1) 3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织
(2) 高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘细胞内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸
(3) 酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
【解析】(1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，蔗糖通过维管组织进行长距离运输。
(2)干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束稍内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。
(3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。
26.【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升 蓝紫
(2)高于 呼吸速率较高
(3)有机物积累较多
(4) 为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT？
【解析】(1)根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收蓝紫光。
(2)根据图a净光合速率曲线变化可知，WT先到达光饱和点，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，ygl有较高的光补偿点，可能原因是一方面光合速率偏低，另一方面是呼吸速率较高，结合题意可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。
(3)净光合速率较高则有机物的积累量较多，更有利于植株生长发育，因此产量较多。
(4)由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率如下图：
根据两图提出问题：为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT？
27.【答案】(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b
(2)过氧化氢
(3) 光呼吸 光合作用强度等于呼吸作用
(4)直接价值
【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NADPH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NADPH的作用下还原生成有机物。
【解答】
（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反应的主要是叶绿素a和叶绿素b。
（2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
（3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
（4）图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。
28.【答案】（1）拟南芥种类、光照强度 CO2浓度、温度
（2）不能 强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱
（3）少 突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤
【解析】（1）本题以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结合题图分析实验的自变量有拟南芥种类和光照强度；该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度等。
（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。
（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值高，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP，促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。
29.【答案】(1)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇
(2) C5 ATP和NADPH 研究光合产物从源分配到库生成过程；研究净光合积累有机物的量
(3)降低 增加 库源比升高，植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加
(4)离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多
(5)C
【解析】【分析】
本题研究研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，自变量为库源比，即以果实数量与叶片数量比值；因变量为光合作用以及光合产物分配情况。
【详解】
（1）叶绿体中的色素易溶于无水乙醇，因此用乙醇作为提取液。
（2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的C5 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的ATP和NADPH中的化学能，合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有研究光合产物从源分配到库生成过程，研究净光合积累有机物的量等。
（3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低；果实中含13C光合产物的量增加；库源比升高导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。
（4）根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。
（5）综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能提高果实产量，故选C。
30.【答案】（1）液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸
（2）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
（3）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】由图甲可知：在O～A段，高磷和低磷状态下植物净光合速率相同；A点之后，高磷状态下植物净光合速率大于低磷状态下植物净光合速率。
由图乙可知：光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖低于高磷，淀粉含量高于高磷。
（1）对于叶片细胞，无机磷大多数贮存于液泡中，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构中。光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能，并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH。磷酸基团是光反应产物ATP和NADPH的组分。磷酸基团是三碳糖磷酸的组分，三碳糖磷酸是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要方式。
（2）由图甲可知，在O～A段，高磷和低磷状态下植物净光合速率相同，可知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，低磷条件的蔗糖低于高磷，淀粉含量高于高磷。不论高磷、低磷，由于光照条件下进行光合作用，黑暗条件下进行呼吸作用，都表现为光照条件下淀粉含量增加，黑暗条件下淀粉含量减少。
（3）根据淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比的特性，本实验可用光电比色法测定淀粉含量。通过放射性测量方法，可观察由放射性核素标记的物质的分布和变化情况，为确定叶片光合产物的去向，可采用14CO2的同位素示踪法。
31.【答案】（1）增大
（2）高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
（3）实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
（4）A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【解析】【分析】
光饱和点：在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度为光饱和点。影响光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，内因有叶绿体中色素含量、酶的含量、酶的活性等。
熟知光合作用过程中的物质变化和能量变化是解答本题的关键之一，能根据实验结果进行合理的分析是解答本题的必备能力，掌握影响光合作用过程的因素的影响机理是解答本题的另一关键。
【解答】
（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。
（2）据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
（3）据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
故答案为：
（1）增大
（2）高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
（3）实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
（4）A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
32.【答案】（1）光密度值 高 高光强
（2）吸能 ATP、NADPH
（3）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
（4）360
【解析】【分析】
分析甲图，同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，同光强下，温度在25 ℃之前，随着温度升高，绿藻释放氧速率（净光合速率）加快。同温度下，高光强的释放氧速率（净光合速率）更大。
【解答】
（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；由乙图分析可知，同温度下，高光强的释放氧速率更大，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）由乙图可知，绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol g-1 h-1，绿藻放氧速率为150 μmol g-1 h-1，光合作用产生的氧气速率为180 μmol g-1 h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180 μmol，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=360 μmol的3-磷酸甘油酸。
33.【答案】（1）促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量 B 右上方
（3）低 减少
【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。
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。
【解答】
（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，因此更换营养液的主要原因是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。
（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减少。
故答案为：
（1）促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量 B右上方
（3）低 减少
34.【答案】（1）类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素
（2）C5 12
（3）NADPH 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】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。
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