5.4 光合作用与能量转化 跟踪检测
一、单选题
1 ．将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余条件适宜且相同），
以 CO2 的吸收与释放量为指标，实验的结果如下表所示，下列分析正确的是( )
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收 CO2（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00
黑暗中释放 CO2（mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
A ．在连续光照的情况下，该植物在 35℃条件下不能生长
B ．在连续光照的情况下， 25℃时该植物一天积累的有机物最多
C ．每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变， 25℃时该植物一天积累的有机物最多
D ．每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变， 30℃与 35℃条件下一天积累的有机物相等
2．人工合成淀粉是科技领域一个重大课题。2021 年中国科学家实现了国际上首次在实验室由二氧化碳到淀 粉的从头合成。作为粮食最主要的成分，也是重要的工业原料，淀粉几乎涉及到人们生活的方方面面。下
列相关叙述正确的是( )
A ．糖类都只由 C 、H 、O 三种元素构成，糖类不都是能源物质
B ．不能水解的糖类称为单糖，常见的有葡萄糖、果糖和蔗糖等
C ．淀粉、纤维素、几丁质等都是植物体内常见的多糖化合物
D ．人工合成淀粉产业化以后，对改善温室效应有着重要意义
3 ．科学家日前在《科学》上报告说，他们通过将菠菜的“捕光器” （类囊体膜）与 9 种不同生物体的酶结合 起来，制造了人造叶绿体。这种人造叶绿体可在细胞外工作、收集阳光，并利用由此产生的能量将二氧化
碳转化成富含能量的分子。下列有关叙述错误的是( )
A ．叶绿体与人造叶绿体都具有能量转换的作用
B ．叶绿体含有 DNA 、RNA，而人造叶绿体不含有 DNA 、RNA
C ．“捕光器”上不含光合作用吸收光能的色素
D ．人造叶绿体没有 4 层磷脂分子组成的膜结构
4 ．下图表示光合作用过程， 其中Ⅰ 、Ⅱ 代表光合作用的两个阶段， a 、b 、c 表示相关物质， 下列说法不正确
的是( )
A ．物质 a 表示 NADPH，物质 b 为 ADP，物质 c 表示 NADP+
B ．物质 a 仅作为还原剂参与Ⅱ过程，为Ⅱ过程提供能量的仅有 ATP
C ．过程Ⅰ 、Ⅱ分别表示光反应、暗反应阶段，二者都需要酶的参与
D ．白天若将植株遮光处理，则其叶绿体中 NADP+/NADPH 的比值会升高
5 ．生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要， 不同细胞器通过不同的方式增大生物膜面积以与其功能
相适应。下列有关细胞器增大膜面积的方式及其功能的分析中正确的是( )
A ．叶绿体通过内膜向内折叠，有利于扩大光合作用的受光面积
B ．内质网通过折叠广泛分布于细胞质基质，可能有利于增加酶的附着位点
C ．线粒体的外膜增大了线粒体的膜面积，有利于细胞进行有氧呼吸
D ．高尔基体通过产生囊泡而增大高尔基体的膜面积，有利于分泌蛋白运输到细胞外
6 ．某生物兴趣小组利用韭菜、韭黄进行相关实验，纸层析法分离色素的结果如图一所示；再以色素扩散距 离为横坐标，光合色素的含量为纵坐标，绘制韭菜色素含量与距离关系，如图二所示，下列叙述正确的是
( )
A ．研磨时加入碳酸钙防止色素被破坏，过滤时选用滤纸效果更好
B ．图一韭黄中缺少的色素是图二中的丙丁，它们主要吸收红光和蓝紫光
C ．分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度最小的是图中的 4 和甲
D ．画滤液细线时要连续画 3-4 次，分离色素时，层析液应该触及滤液细线
7 ．下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列相关叙述中不正确的是( )
A ．当植物缺镁时， B 点将向右移
B ．C 点的光合作用速率小于呼吸作用速率
C ．A 点叶肉细胞产生 ATP 的细胞器只有线粒体
D ．B 点光合作用强度与呼吸强度相等
8 ．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，有关叙述中正确的是( )
A ．该过程与光合作用非常相似，都需要光合色素
B ．该过程需要在具有 NH3 和 O2 存在的条件下才可以进行
C ．硝化细菌是原核生物，细胞内有类似叶绿体的结构
D ．该过程合成有机物的原料是其它有机物
9 ．下列有关放射性同位素示踪实验的叙述中，错误的是( )
A ．小鼠吸入 18O2 ，则在其尿液中可以检测到 H218O，呼出的 CO2 也可能含有 18O
B ．在缺氧时给水稻提供 14CO2 ，14C 的转移途径为 14CO2→ 14C3→(14CH2O)→(14C2H5OH)
C ．35S 标记甲硫氨酸，附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性
D ．以 C18O2 作原料进行光合作用，在适当光照下仅可在葡萄糖中测得含 18O
10 ．为提高温室栽培的番茄和黄瓜的产量，可采取的措施中不包括( )
A ．增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，增大光合作用面积
B ．适当提高温室中 CO2 浓度，提高光合作用效率
C ．适当增加昼夜温差，提高产量
D ．制作温室的薄膜改成绿色薄膜，提高光能利用率
11 ．如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系。下列说法错误的是( )
A ．提供给绿色植物各项生命活动所需能量最多的过程是 5
B ．具有细胞结构的生物都能进行细胞呼吸，且都能进行的过程是 3
C ．过程 1 、3 和 4 产生的 NADPH 和[H]都能与氧结合生成水
D ．过程 2 需要多种酶的参与，且需 ATP 供能
12 ．将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用 CO2 浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜 CO2 浓度的变
化情况，则下列相关说法不正确的是( )
A ．图中曲线表示植物积累有机物的区段是 bf
B ．g 点与 a 点相比，植物体内有机物含量更高
C ．de 段 CO2 浓度下降趋于平缓的原因是部分气孔关闭，吸收 CO2 减少
D ．b 、c 、d 三点的 C3 含量满足 c＞b ，c>d
13 ．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光 合作用吸收的 CO2 总量与线粒体呼吸作用 CO2 的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据
表格分析正确的是( )
温度(℃) 20 25 30 35 40 45
光照下叶绿体 CO2 吸收总量（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50
黑暗中 CO2 释放量（mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00
A ．昼夜不停地光照，温度为 20 ℃时该植物不能生长
B ．昼夜不停地光照，温度为 45 ℃时，最有利于有机物的积累
C ．每天交替进行 12 h 光照 12 h 黑暗，温度均保持在 45 ℃条件下，能正常生长
D ．每天交替进行 12 h 光照 12 h 黑暗，温度均保持在 35 ℃条件下，能正常生长
14 ．下列关于光合作用发现史的叙述错误的是( )
A ．19 世纪末， 科学界普遍认为， 在光合作用中， CO2 分子的 C 和 O 被分开， O2 被释放， C 和 H2O 结合成
甲醛，然后甲醛分子缩合成糖
B ．希尔反应证明了光合作用中氧气来源于水分子的分解，所以说希尔反应就是光合作用的光反应
C ．美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成 ATP，并发现该过程总与水的光解相伴随
D ．卡尔文采用放射性同位素示踪技术探明了 CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径
15 ．将生长发育状况相同的某经济作物分为两组， Ⅰ组用遮光网处理以降低光照强度， Ⅱ组不做处理，分别
测定净光合速率的日变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A ．ac 段植物叶肉细胞产生氢的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体
B ．f 点较 e 点叶绿体内的 ATP 含量较低
C . Ⅰ组植物在实验时间内 a 点时体内的有机物积累量最少
D ．d 点时两组植物的真正光合速率相同
二、多选题
16 ．某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定
无水乙醇、 CaCO3 和 SiO2 的作用，进行了 4 组实验，实验结果
如图所示。下列针对实验结果的相关分析正确的是( )
A ．第①组可能未加 CaCO3 B ．第②组可能用水代替无水乙醇提取色素
C ．第③组可能未加 SiO2 D ．第④组最宽的色素带为叶绿素 b
17．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。下列分析正确
的是( )
A ．菠菜叶肉细胞内 BuBP 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
18 ．下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是( )
A ．由图可知，类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm波长的光
B ．用 450 nm波长的光比 600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C ．由 550 nm转为 670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中 C3 的量增加
D ．土壤中缺乏镁时，植物对 420～470 nm波长的光利用量显著增加
19 ．将玉米的 PEPC 酶基因与 PPDK 酶基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原 种水稻的光合速率影响如图甲所示；在光照为 1000μmol·m 2 ·s 1 下测得温度对光合速率影响如图乙所示。请
据图分析，下列叙述正确的是( )
A ．转双基因水稻更适合栽种在高温度、 强光照的环境中
B ．在温度为 25℃下重复图甲相关实验，原种水稻净光合速率会降低
C ．转双基因可提高水稻对 CO2 的利用进而增强光合速率
D ．PEPC 酶基因与 PPDK 酶基因影响水稻的呼吸强度
20 ．某实验小组研究温度对水绵光合作用和细胞呼吸的影响，实验结果如图所示。据图分析，下列有关说
法正确的是( )
A ．依图可知，水绵细胞呼吸的最适温度为 35 ℃
B ．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是 25 ℃
C ．每天光照 10 小时，图中最有利于水绵生长的温度是 25 ℃
D ．在 5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的 3 倍
三、综合题
21 ．为探究不同光质对玉米光合作用的影响。在大田条件下，以玉米 ZD958 为供试材料设置 3 种光质处理，
分别为红色膜（R）、蓝色膜（B）和绿色膜（G），以白色纱网作为对照（CK），结果如下表所示。
处理 净光合速率(μ mol·m–2 ·s–1） 胞间 CO2 浓度(μ mol·m–2） 气孔导度(μ mol·m–2 ·s–1）
CK 30.3 159.7 271.0
B 22 170.2 199.6
R 18.9 185.5 184.3
G 16.1 217.5 171.2
请回答下列问题：
(1)光合色素分布在 ，吸收的光能在叶绿体内将 H2O 裂解为 。
(2)据表可知，经 处理后，净光合速率下降幅度最大，请解释该现象的原因： 。
(3)与对照组相比，各处理的气孔导度显著下降，但胞间 CO2 却显著上升。这说明，不同光质处理净光合速
率下降是由 （填“气孔限制”或“非气孔限制”）引起的。 CO2 作为光合作用的原料由
固定进入卡尔文循环。
(4)不同的光质处理下， 叶片光系统间的协调性（PSⅠ/PSⅡ) 均显著下降， 其中红膜对光系统协调性的影响最
大、蓝膜影响最小。请画出不同光质处理对光系统协调性影响的柱形图。
(5)若适当提高各处理组土壤中的氮含量， 玉米的光饱和点 。在光合作用过程中， 氮是光合色素
的组分，也是光反应产物 的组分。
22 ．红松和人参均为我国北方地区的植物。已知人参是阴生植物，红松是阳生植物，如图为两种植物在温 度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（ P/R）随光照强度变化的曲线图，结合所学
知识请回答下列问题：
(1)在进行人参叶片色素的提取和分离实验时， 研磨剪碎的叶片之前需要加入少许的 ，纸
层析的结果显示，在层析液中溶解度最大的色素是 。
(2)若适当增加土壤中镁的含量， 一段时间后人参的 a 点 移（填“左”或“右”）
(3)光照强度为 c 时， 一般而言，红松的净光合速率 人参的净光合速率关系（选填“> 、= 、<”）。
(4)请根据光合作用、呼吸作用的有关原理，列举两条提高人参产量的可行性措施： 。 23 . Ⅰ:下图表示真核生物细胞呼吸的过程， 图中 a－d 各表示某种物质， ①-⑤各表示某一代谢过程， 据图
回答：
(1)物质 c 与物质 （“a”或“b”或“d”）表示相同的物质。
(2)某同学参加了体能测试以后，腿部肌肉感到酸痛，这是由于部分肌细胞进行了上述代谢过程中的
（填数字序号）；在体能测试时，细胞提供能量最多的代谢过程是 （填
数字序号）
(3)结合图分析真核细胞能够产生 CO2 的场所包括
(4)玉米入库贮藏前需晒干，这是为了减少其中的 水，从而使其 水平下降；农田被水淹后，作物
烂根主要与图中的 （填数字序号）过程有关。
Ⅱ: 夏季晴朗无云的某天，某种植物光合作用强度变化曲线如图所示。
(5)植物叶肉细胞中光合作用暗反应的场所是 ，活跃的化学能驱动暗反应， 将 转化为储存化
学能的糖类，据图分析，该植物一天中糖类积累最多的时刻是 （填字母）。
(6)据图分析， 在 12 点左右出现光合作用强度“低谷”，直接影响光合作用生理过程的环境因素是 ( 温度” 、“光照强度” 、“CO2 浓度”）。B 、C 两点中， 点的叶绿体中 C3 化合物的含量相对较大。 与 D 点相比， E 点细胞内的 C5 化合物的含量较 （“高”或“低”）。5.4 光合作用与能量转化 跟踪检测
一、单选题
1 ．将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余条件适宜且相同），
以 CO2 的吸收与释放量为指标，实验的结果如下表所示，下列分析正确的是( )
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收 CO2（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00
黑暗中释放 CO2（mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
A ．在连续光照的情况下，该植物在 35℃条件下不能生长
B ．在连续光照的情况下， 25℃时该植物一天积累的有机物最多
C ．每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变， 25℃时该植物一天积累的有机物最多
D ．每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变， 30℃与 35℃条件下一天积累的有机物相等
【答案】B
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释 放出氧气的过程。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]（NADPH)与氧 气， 合成 ATP。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[H]（NADPH）的作用下还原生成糖类等有机物。题表格中光照下吸收 CO2 的速率表示净光合
速率，黑暗中释放 CO2 的速率表示呼吸速率。
【详解】A、光照下吸收 CO2 的速率表示净光合速率，在连续光照的情况下，该植物在 35℃条件下植物的
净光合速率大于 0，有机物有积累，可以生长， A 错误；
B 、25℃时植物的净光合速率最大，在连续光照的情况下，该植物一天积累的有机物最多， B 正确；
C、每天光照与黑暗时间相等， 且白天与夜晚温度不变的情况下， 比较积累有机物的多少， 可用白天的净光
合速率减去晚上的呼吸速率， 20℃该植物一天积累的有机物最多， C 错误；
D、每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变，可用净光合速率减去呼吸速率代表有机物积累量，
30℃有机物有积累， 35℃有机物无积累，在消耗有机物， D 错误。
故选 B。
2．人工合成淀粉是科技领域一个重大课题。2021 年中国科学家实现了国际上首次在实验室由二氧化碳到淀 粉的从头合成。作为粮食最主要的成分，也是重要的工业原料，淀粉几乎涉及到人们生活的方方面面。下
列相关叙述正确的是( )
A ．糖类都只由 C 、H 、O 三种元素构成，糖类不都是能源物质
B ．不能水解的糖类称为单糖，常见的有葡萄糖、果糖和蔗糖等
C ．淀粉、纤维素、几丁质等都是植物体内常见的多糖化合物
D ．人工合成淀粉产业化以后，对改善温室效应有着重要意义
【答案】D
【分析】糖类分为：单糖、二糖、多糖，其中单糖包括葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖，二糖包括麦芽糖、 蔗糖和乳糖，多糖包括淀粉、纤维素和糖原。植物细胞中特有的糖有：果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维
素等，动物细胞中特有的糖有：乳糖和糖原。
【详解】A、糖类中的几丁质，元素组成有 C 、H 、O 、N ，A 错误；
B、不能水解的糖类称为单糖，常见的有葡萄糖、果糖等，蔗糖属于二糖， B 错误；
C、淀粉、纤维素是植物体内常见的多糖化合物，几丁质主要存在于真菌和动物细胞中， C 错误；
D、人工合成淀粉产业化后，可以降低 CO2 浓度，对改善温室效应有着重要意义， D 正确。
故选 D。
3 ．科学家日前在《科学》上报告说，他们通过将菠菜的“捕光器” （类囊体膜）与 9 种不同生物体的酶结合 起来，制造了人造叶绿体。这种人造叶绿体可在细胞外工作、收集阳光，并利用由此产生的能量将二氧化
碳转化成富含能量的分子。下列有关叙述错误的是( )
A ．叶绿体与人造叶绿体都具有能量转换的作用
B ．叶绿体含有 DNA 、RNA，而人造叶绿体不含有 DNA 、RNA
C ．“捕光器”上不含光合作用吸收光能的色素
D ．人造叶绿体没有 4 层磷脂分子组成的膜结构
【答案】C
【分析】植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体 的类囊体薄膜上进行水的光解，产生 ATP 和 NADPH，同时释放氧气， ATP 和 NADPH 用于暗反应阶段三 碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能
量。
【详解】A、人造叶绿体可在细胞外工作、收集阳光， 并利用由此产生的能量将二氧化碳转化成富含能量的
分子，说明人造叶绿体和植物叶绿体一样都具有能量转换的作用， A 正确；
B、科学家用类囊体膜与 9 种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体，说明没有 DNA 、RNA ，B 正
确；
C、色素能够吸收光能，所以“捕光器”上可能含有光合作用吸收光能的色素， C 错误；
D、科学家用类囊体膜与 9 种不同生物体的酶结合起来， 制造了人造叶绿体， 则人造叶绿体没有 4 层磷脂分
子组成的膜结构， D 正确。
故选 C。
4 ．下图表示光合作用过程， 其中Ⅰ 、Ⅱ 代表光合作用的两个阶段， a 、b 、c 表示相关物质， 下列说法不正确
的是( )
A ．物质 a 表示 NADPH，物质 b 为 ADP，物质 c 表示 NADP+
B ．物质 a 仅作为还原剂参与Ⅱ过程，为Ⅱ过程提供能量的仅有 ATP
C ．过程Ⅰ 、Ⅱ分别表示光反应、暗反应阶段，二者都需要酶的参与
D ．白天若将植株遮光处理，则其叶绿体中 NADP+/NADPH 的比值会升高
【答案】B
【分析】光合作用是指绿色植物提高叶绿体利用光能将二氧化碳和水转变为储存能量的有机物，同时释放
氧气的过程。光合作用可以分为光反应阶段和暗反应阶段。
题图分析：物质 a 表示 NADPH，物质 b 表示 ADP ，c 是 NADP+ ；Ⅰ表示光反应阶段， Ⅱ表示暗反应阶段。
【详解】A、光反应中，水的光解产生氧气和 NADPH，因此物质 a 是 NADPH，物质 b 表示 ADP ，c 是
NADP+ ，A 正确；
B、物质 a 是 NADPH，在暗反应过程中该物质不仅仅作为还原剂，还作为能源物质参与Ⅱ过程， B 错误；
C、图中阶段Ⅰ能够吸收、传递、转换光能， 属于光合作用的光反应阶段， Ⅱ过程产生了有机物， 因而表示暗
反应阶段，二者均需要酶的催化， C 正确；
D、白天若将植株遮光处理，则光反应速率会下降，产生的还原氢和 ATP 的数量减少，因而叶绿体中
NADP+/NADPH 的比值会升高， D 正确。
故选 B。
5 ．生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要， 不同细胞器通过不同的方式增大生物膜面积以与其功能
相适应。下列有关细胞器增大膜面积的方式及其功能的分析中正确的是( )
A ．叶绿体通过内膜向内折叠，有利于扩大光合作用的受光面积
B ．内质网通过折叠广泛分布于细胞质基质，可能有利于增加酶的附着位点
C ．线粒体的外膜增大了线粒体的膜面积，有利于细胞进行有氧呼吸
D ．高尔基体通过产生囊泡而增大高尔基体的膜面积，有利于分泌蛋白运输到细胞外
【答案】B
【分析】 1、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞
的生物膜系统。
2、功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用；（2）为多种
酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所； （3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【详解】A、叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒扩大膜面积，有利于扩大光合作用的受光面积， A 错误；
B、内质网是单层膜折叠体， 通过折叠外连细胞膜， 内连细胞核， 增加膜面积， 广泛分布于细胞质基质， 可
能有利于增加酶的附着位点， B 正确；
C、线粒体通过内膜向内折叠形成嵴，增大了线粒体的膜面积，有利于细胞进行有氧呼吸， C 错误； D、高尔基体通过产生囊泡而减少了高尔基体的膜面积，有利于分泌蛋白运输到细胞外， D 错误。
故选 B。
6 ．某生物兴趣小组利用韭菜、韭黄进行相关实验，纸层析法分离色素的结果如图一所示；再以色素扩散距 离为横坐标，光合色素的含量为纵坐标，绘制韭菜色素含量与距离关系，如图二所示，下列叙述正确的是
( )
A ．研磨时加入碳酸钙防止色素被破坏，过滤时选用滤纸效果更好
B ．图一韭黄中缺少的色素是图二中的丙丁，它们主要吸收红光和蓝紫光
C ．分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度最小的是图中的 4 和甲
D ．画滤液细线时要连续画 3-4 次，分离色素时，层析液应该触及滤液细线
【答案】C
【分析】 1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨 更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同， 随着层析液扩散的速度不同， 最后的结果是观察到四条色素带， 从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄
素（黄色）、叶绿素 a （蓝绿色）、叶绿素 b（黄绿色）。
2、分析题图：与韭菜相比，韭黄缺少叶绿素 a 和叶绿素 b。
【详解】A、滤纸能吸收含有色素的提取液， 因此使用滤纸比使用单层尼龙布提取的色素量少， 使用单层尼
龙布更好， A 错误；
B、韭黄缺少叶绿素 a 和叶绿素 b，由图可知甲为叶绿素 b、乙为叶绿素 a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素， 丙
和丁主要吸收蓝紫光， B 错误；
C、分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同， 溶解度最小的是离底部在最近的叶绿素 b，即图中
的 4 和甲， C 正确；
D、滤纸条上的滤液细线如触及层析液， 滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中， 实验就会失败， D 错误。
故选 C。
7 ．下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列相关叙述中不正确的是( )
A ．当植物缺镁时， B 点将向右移
B ．C 点的光合作用速率小于呼吸作用速率
C ．A 点叶肉细胞产生 ATP 的细胞器只有线粒体
D ．B 点光合作用强度与呼吸强度相等
【答案】B
【分析】分析题图， B 表示光补偿点， C 表示光饱和点。
【详解】AD 、B 点表示光补偿点，呼吸作用速率=光合作用速率，当植物缺镁时，不利于光合作用，故 B
点右移以维持光合速率仍然与呼吸速率相等， A 正确， D 正确；
B 、C 点对应的光照强度下，植物释放 O2 ，故 C 点的光合作用速率大于呼吸作用速率， B 错误；
C、A 点表示细胞进行呼吸作用吸收的 O2 量， 故 A 点叶肉细胞产生 ATP 的场所有细胞质基质和线粒体， 所
以 A 点叶肉细胞产生 ATP 的细胞器只有线粒体， C 正确。
故选 B。
8 ．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，有关叙述中正确的是( )
A ．该过程与光合作用非常相似，都需要光合色素
B ．该过程需要在具有 NH3 和 O2 存在的条件下才可以进行
C ．硝化细菌是原核生物，细胞内有类似叶绿体的结构
D ．该过程合成有机物的原料是其它有机物
【答案】B
【分析】硝化细菌是需氧自养型菌， 其能将土壤中的 NH3 氧化成 HNO2 ，进而将 HNO2 氧化成 HNO3 ，硝化 细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将 CO2 和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自
身的生命活动。
【详解】A、硝化细菌不需要光照，硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，不需要光合色素， A 错误；
B、硝化细菌是需氧自养型菌，其能将土壤中的 NH3 氧化成 HNO2 ，进而将 HNO2 氧化成 HNO3 ，该过程需
要在具有 NH3 和 O2 存在的条件下才可以进行， B 正确；
C、硝化细菌不需要光照，细胞内没有类似叶绿体的结构， C 错误；
D、该过程合成有机物的原料是 NH3 和 O2 ，是无机物， D 错误。
故选 B。
9 ．下列有关放射性同位素示踪实验的叙述中，错误的是( )
A ．小鼠吸入 18O2 ，则在其尿液中可以检测到 H218O，呼出的 CO2 也可能含有 18O
B ．在缺氧时给水稻提供 14CO2 ，14C 的转移途径为 14CO2→ 14C3→(14CH2O)→(14C2H5OH)
C ．35S 标记甲硫氨酸，附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性
D ．以 C18O2 作原料进行光合作用，在适当光照下仅可在葡萄糖中测得含 18O
【答案】D
【分析】同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：
（1）用 35S 标记噬菌体的蛋白质外壳，用 32P 标记噬菌体的 DNA，分别侵染细菌，最终证明 DNA 是遗传
物质；
（2）用 3H 标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；
（3）15N 标记 DNA 分子，证明了 DNA 分子的复制方式是半保留复制；
（4）卡尔文用 14C 标记 CO2 ，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即 CO2→C3→有机物；（5）鲁宾和
卡门用 18O 标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】A、小鼠吸入 18O2 ，18O2 参与有氧呼吸第三阶段生成 H218O ，H218O 又可参与有氧呼吸第二阶段形
成 C18O2 ，则在其尿液中可以检测到 H218O，呼出的 CO2 也含有 18O ，A 正确；
B、水稻无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，因此在缺氧时给水稻提供 14CO2 ，体内可以存在 14C 的转移途
径 14CO2→ 14C3→（ 14CH2O）→ 14C3→ 14C2H5OH+14CO2 ，B 正确；
C、氨基酸是合成蛋白质的原料，而蛋白质的合成场所是核糖体，因此 35S 标记甲硫氨酸，附着在内质网上
的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性， C 正确；
D、以 C18O2 作原料进行光合作用，以 C18O2 参与光合作用暗反应生成含 18O 的葡萄糖，葡萄糖在有氧呼吸
第一阶段生成带有 18O 的丙酮酸，丙酮酸在有氧呼吸第二阶段生成带有 18O 的 C18O2 ，D 错误。
故选 D。
10 ．为提高温室栽培的番茄和黄瓜的产量，可采取的措施中不包括( )
A ．增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，增大光合作用面积
B ．适当提高温室中 CO2 浓度，提高光合作用效率
C ．适当增加昼夜温差，提高产量
D ．制作温室的薄膜改成绿色薄膜，提高光能利用率
【答案】D
【分析】影响光合速率的环境因素主要有：光照（包括光照强度、光照面积、光照时间等）、CO2 浓度、温
度、水和矿质元素等。
【详解】A、增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，这样可以增大光合作用面积，提高产量， A 正确；
B、适当提高温室中 CO2 浓度，能促进暗反应进而提高光合作用效率， B 正确；
C、适当增加昼夜温差，使作物积累的有机物增多，提高产量， C 正确；
D、植物叶片对绿光的吸收量最少，若制作温室的薄膜改成绿色薄膜，会减产， D 错误。
故选 D。
11 ．如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系。下列说法错误的是( )
A ．提供给绿色植物各项生命活动所需能量最多的过程是 5
B ．具有细胞结构的生物都能进行细胞呼吸，且都能进行的过程是 3
C ．过程 1 、3 和 4 产生的 NADPH 和[H]都能与氧结合生成水
D ．过程 2 需要多种酶的参与，且需 ATP 供能
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：1 是光反应阶段，场所在叶绿体类囊体膜上；2 是暗反应阶段，场所在 叶绿体基质中，需要光反应产生的 NADPH 和 ATP，同时需要多种酶；3 是有氧呼吸第一阶段，场所在细胞
质基质中； 4 是有氧呼吸第二阶段，场所在线粒体基质； 5 是有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体内膜。
【详解】A、据图可知， 1 是光反应阶段， 2 是暗反应阶段， 3 是有氧呼吸第一阶段， 4 是有氧呼吸第二阶段， 5 是有氧呼吸第三阶段， 3、4、5 中 5 过程产生的 ATP 最多， 为各项生命活动提供能量， 故提供给绿色植物
各项生命活动所需能量最多的过程是 5 ，A 正确；
B、细胞类生物都能进行呼吸作用， 而有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同， 所以具有细胞结构的生物
都能进行的过程是 3 ，B 正确；
C、过程 1 产生的 NADPH 用于暗反应中 C3 的还原，不能与 O2 结合产生水， C 错误；
D、过程 2 是暗反应，需要多种酶的催化，同时需要光反应提供 NADPH 和 ATP ，D 正确。
故选 C。
12 ．将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用 CO2 浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜 CO2 浓度的变
化情况，则下列相关说法不正确的是( )
A ．图中曲线表示植物积累有机物的区段是 bf
B ．g 点与 a 点相比，植物体内有机物含量更高
C ．de 段 CO2 浓度下降趋于平缓的原因是部分气孔关闭，吸收 CO2 减少
D ．b 、c 、d 三点的 C3 含量满足 c＞b ，c>d
【答案】D
【分析】题图分析：图中曲线上升，表示呼吸作用大于光合作用或只进行呼吸作用；曲线下降，二氧化碳
含量下降，表示光合作用吸收的二氧化碳大于呼吸作用释放的二氧化碳，即光合速率大于呼吸速率。
【详解】A、分析题图，当测定的二氧化碳浓度下降时，表示光合速率大于呼吸速率，即植物积累有机物，
因此图中曲线积累有机物的区段是 bf 段， A 正确；
B 、g 点 CO2 浓度低于 a 点，说明经过 24 小时后植物光合作用消耗的二氧化碳大于呼吸作用释放的二氧化
碳积累有机物， B 正确；
C 、de 段部分气孔关闭， CO2 吸收减少，光合速率下降， CO2 浓度下降趋于平缓， C 正确；
D 、bc 段光照逐渐增强，NADPH 和 ATP 增多，C3 含量减少，即 c＜b ，cd 段 CO2 供应减少，C3 含量减少，
即 c>d ，D 错误。
故选 D。
13 ．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光 合作用吸收的 CO2 总量与线粒体呼吸作用 CO2 的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据
表格分析正确的是( )
温度(℃) 20 25 30 35 40 45
光照下叶绿体 CO2 吸收总量（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50
黑暗中 CO2 释放量（mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00
A ．昼夜不停地光照，温度为 20 ℃时该植物不能生长
B ．昼夜不停地光照，温度为 45 ℃时，最有利于有机物的积累
C ．每天交替进行 12 h 光照 12 h 黑暗，温度均保持在 45 ℃条件下，能正常生长
D ．每天交替进行 12 h 光照 12 h 黑暗，温度均保持在 35 ℃条件下，能正常生长
【答案】D
【分析】光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段
不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用是将 CO2 还原为糖的反应，且产
生 O2。呼吸作用是将糖类氧化成 CO2 的反应， 且消耗 O2。本题植物叶绿体光合作用吸收的 CO2 总量代表光 合作用。光合作用与呼吸作用的差值， 称为净光合作用。净光合速率大于 0，有机物积累， 可用于植物的生
长发育繁殖。表中光照下叶绿体 CO2 吸收总量代表光合速率，黑暗中 CO2 释放量代表呼吸速率。
【详解】A、昼夜不停地光照，温度为 20℃时，净光合速率=1.00 -0.50=0.50mg/h，该植物存在有机物的积
累，能生长， A 错误；
B、净光合速率大小可反映该植物有机物的积累，昼夜不停地光照，温度为 45℃时，净光合速率
=3.50-3.00=0.50mg/h，从表中可看出 35℃时净光合速率=3.25-1.50=1.75 mg/h 最大，最有利于有机物的积累，
B 错误；
C、温度均保持在 45℃条件下， 12 小时光照能积累的量可用 0.50mg/h ×12h=6mg 表示， 12 小时黑暗消耗的
量可用 3.00mg/h ×12h=36mg 表示，植物不能正常生长， C 错误；
D、温度均保持在 35℃条件下， 12 小时光照能积累的量可用 1.75 mg/h ×12h=21mg 表示， 12 小时黑暗消耗
的量可用 1.50 mg/h ×12h=18mg 表示，该植物存在有机物的积累，能正常生长， D 正确。
故选 D。
14 ．下列关于光合作用发现史的叙述错误的是( )
A ．19 世纪末， 科学界普遍认为， 在光合作用中， CO2 分子的 C 和 O 被分开， O2 被释放， C 和 H2O 结合成
甲醛，然后甲醛分子缩合成糖
B ．希尔反应证明了光合作用中氧气来源于水分子的分解，所以说希尔反应就是光合作用的光反应
C ．美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成 ATP，并发现该过程总与水的光解相伴随
D ．卡尔文采用放射性同位素示踪技术探明了 CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径
【答案】B
【分析】光合作用的发现：
（1）19 世纪末， 科学界普遍认为在光合作用中， 二氧化碳分子的碳和氧分开， 氧气被释放， 碳和水结合成 甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。 1928 年科学界科学家发现甲醛对植物有毒害作用。而且甲醛不能通过光合
作用转化成糖。
（2）1941 年，美国科学家鲁宾和卡门对用同位素示踪的方法。研究了光合作用中氧气的来源。 1954 年， 美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成 ATP ，1957 年他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
（3）卡尔文采用同位素标记法探明了 CO2 的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、19 世纪末， 科学界普遍认为， 在光合作用中， CO2 分子的 C 和 O 被分开， O2 被释放， C 和 H2O
结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖， A 正确；
B、希尔反应只包括水的光解过程，不包括 ATP 的合成过程，所以希尔反应不是光反应， B 错误；
C、结合分析可知，阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成 ATP，并且叶绿体合成 ATP 的过程总是与水的
光解相伴随， C 正确；
D、卡尔文用 14C 标记 14CO2 ，探明了 CO2 中碳转化为有机物中碳的途径， D 正确。
故选 B。
15 ．将生长发育状况相同的某经济作物分为两组， Ⅰ组用遮光网处理以降低光照强度， Ⅱ组不做处理，分别
测定净光合速率的日变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A ．ac 段植物叶肉细胞产生氢的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体
B ．f 点较 e 点叶绿体内的 ATP 含量较低
C . Ⅰ组植物在实验时间内 a 点时体内的有机物积累量最少
D ．d 点时两组植物的真正光合速率相同
【答案】A
【分析】影响光合作用的环境因素。
1.温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作
用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2.二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化
碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3.光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到
一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】A 、Ⅰ组 ac 段植物叶肉细胞中既能有氧呼吸又能进行光合作用， 叶肉细胞内产生氢的场所有细胞溶 胶（细胞质基质）（呼吸作用第一阶段）、线粒体基质（有氧呼吸的第二阶段）、叶绿体类囊体（光合作用光
反应阶段），A 正确；
B、分析曲线Ⅱ可知，f 点由于光合午休现象，气孔关闭，和 e 点时相比，二氧化碳进入细胞间隙的量减少，
三碳化合物的量少，暗反应减慢，消耗的 ATP 减少，叶绿体内 ATP 的含量高， B 错误；
C 、Ⅰ组植物 c 净光合速率为 0，表示光合作用与呼吸作用相等， c 之前光合作用小于呼吸作用，有机物在减
少，到 c 点时不再减少，此时体内有机物总量最少， C 错误；
D、分析曲线可知， d 点时两组植物的净光合速率相同， 而总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和， 在
不清楚两组植物呼吸速率的情况下，无法确定两组植物的总光合速率释放相等， D 错误。
故选 A。
二、多选题
16 ．某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定
无水乙醇、 CaCO3 和 SiO2 的作用，进行了 4 组实验，实验结果
如图所示。下列针对实验结果的相关分析正确的是( )
A ．第①组可能未加 CaCO3 B ．第②组可能用水代替无水乙醇提取色素
C ．第③组可能未加 SiO2 D ．第④组最宽的色素带为叶绿素 b
【答案】ABC
【分析】提取绿叶中色素时，需要加入无水乙醇（丙酮）、SiO2 、CaCO3 ，其中无水乙醇（丙酮）的作用是 提取色素， SiO2 的作用是使研磨更充分， CaCO3 的作用是防止色素被破坏。分离色素时，用层析液，不同 色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，距点样处越远。距点样处的距
离由近到远的色素依次是：叶绿素 b、叶绿素 a 、叶黄素和胡萝卜素。
【详解】A 、CaCO3 的作用是防止色素（主要是叶绿素）被破坏， ①组实验结果不理想的原因有可能是未
加 CaCO3 而使色素被破坏， A 正确；
B、②没有色素带， 可能是由于用水取代了无水乙醇， 色素能溶解在无水乙醇中， 而不能溶于水， 所以用水
取代无水乙醇不能分离出色素带， B 正确；
C 、③中色素带较窄，分离出的色素少，原因可能是未加 SiO2 而使得研磨不充分， C 正确；
D、第④组最宽的色素带为叶绿素 a ，D 错误。
故选 ABC。
17．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。下列分析正确
的是( )
A ．菠菜叶肉细胞内 BuBP 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
【答案】ACD
【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[H]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[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质中进行， 则 RuBP 羧化酶催化二氧化碳的固定发生在叶绿
体基质中， A 正确；
B、由题干可知， RuBP 羧化酶能催化暗反应阶段中二氧化碳的固定过程。光合作用暗反应需要利用光反应
的产物，在无光的条件下，暗反应也不能进行， B 错误；
C、由题干可知，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，即
该过程中利用了同位素标记法， C 正确；
D、酶催化活性的高低可通过检测单位时间内产物的生成量或反应物的消耗量来判断， 单位时间内产物的生 成量越多或反应物的消耗量越多，则反应越快，反之则慢，所以单位时间内 14C3 生成量越多说明 RuBP 羧
化酶活性越高， D 正确。
故选 ACD。
18 ．下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是( )
A ．由图可知，类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm波长的光
B ．用 450 nm波长的光比 600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C ．由 550 nm转为 670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中 C3 的量增加
D ．土壤中缺乏镁时，植物对 420～470 nm波长的光利用量显著增加
【答案】CD
【分析】分析题图：叶绿素 a 和叶绿素b 统称为叶绿素，主要吸收420～470nm 波长的光（蓝紫光）和640~ 670nm 波长的光（红光）；类胡萝卜素主要吸收400～500nm 波长的光（蓝紫光）。分离色素时采用纸层析法，
原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同。
【详解】A、由图可知，类胡萝卜素主要吸收 400～500 nm波长的光（蓝紫光），A 正确；
B、由图可知， 叶绿体中色素吸收 450 nm波长的光比 600 nm波长的光要多， 因此用 450 nm波长的光比 600
nm 波长的光更有利于提高光合作用强度， B 正确；
C、由 550 nm波长的光转为 670 nm波长的光后， 叶绿体中色素吸收的光变多， 光反应产生的 ATP 和 NADPH 变多， 暗反应中 C3 的还原量增多， 短时间内 C3 的生成量不变， 则短时间内叶绿体中 C3 的量减少， C 错误； D、从图中可以看出， 叶绿素吸收 420～470 nm波长的光较多， 当缺镁时， 叶绿素的合成受到影响， 叶绿素
吸收 420～470 nm波长的光变少，则植物对 420～470 nm波长的光利用量显著减少， D 错误。
故选 CD。
19 ．将玉米的 PEPC 酶基因与 PPDK 酶基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原 种水稻的光合速率影响如图甲所示；在光照为 1000μmol·m 2 ·s 1 下测得温度对光合速率影响如图乙所示。请
据图分析，下列叙述正确的是( )
A ．转双基因水稻更适合栽种在高温度、 强光照的环境中
B ．在温度为 25℃下重复图甲相关实验，原种水稻净光合速率会降低
C ．转双基因可提高水稻对 CO2 的利用进而增强光合速率
D ．PEPC 酶基因与 PPDK 酶基因影响水稻的呼吸强度
【答案】ABC
【分析】1、分析甲图：两种水稻的起点相同， 说明呼吸速率相同， 其中 A 点对应的光照强度 1000μmol·m-2 ·s-1 表示原种水稻在某温度下的光饱和点， 1000μmol·m-2 ·s-1 以前限制光合作用的因素是光照强度，以后主要是
温度和二氧化碳浓度。
2、分析乙图：表示不同温度条件下，在光照为 1000μmol·m-2 ·s-1 下两种水稻的净光合速率，两种水稻的相
关酶最适温度都为 35℃。
【详解】A、分析题图可知， 图甲中转双基因水稻更适合强光照环境， 图乙中温度相同时， 转双基因水稻光
合速率强于原种水稻，更适合栽种在高温（35℃)环境中， A 正确；
B、在光照为 1000μmol·m-2 ·s-1 下测得温度对水稻光合速率的影响如图乙，所以图甲是在 30℃时做的实验，
用温度 25℃重复图甲相关实验，则原种水稻净光合速率减小， B 正确；
C、图甲中 A 点以前限制光合作用的因素是光照强度， A 点之后主要是温度和 CO2 浓度，由此可推知，转
双基因水稻可通过提高对 CO2 的利用而增强光合速率， C 正确；
D、根据图甲可知， 两种水稻的起点相同， 说明呼吸速率相同， 即 PEPC 酶基因与 PPDK 酶基因不会影响水
稻的呼吸强度， D 错误。
故选 ABC。
20 ．某实验小组研究温度对水绵光合作用和细胞呼吸的影响，实验结果如图所示。据图分析，下列有关说
法正确的是( )
A ．依图可知，水绵细胞呼吸的最适温度为 35 ℃
B ．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是 25 ℃
C ．每天光照 10 小时，图中最有利于水绵生长的温度是 25 ℃
D ．在 5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的 3 倍
【答案】BD
【分析】净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸作用速率。影响光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2
浓度、矿质元素、水等。
【详解】A、图中阴影图表示细胞呼吸，在图中温度中， 35 ℃时的细胞呼吸速率是最高的，但不一定是最
适温度， A 错误；
B、图中白色图表示净光合作用速率， 图中温度中， 25 ℃时的净光合作用速率最高， 积累有机物最大， B 正
确；
C、每天光照 10 小时积累有机物， 14 小时黑暗消耗有机物， 25 ℃时积累的有机物比 15 ℃和 20 ℃少， C 错
误；
D、在 5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是白色柱状图加上黑色柱状图对应的值，即 1.5mg/h，消耗氧气的 速率即细胞呼吸速率， 是黑色柱状图的值， 即 0.5mg/h，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的 3 倍，
D 正确。
故选 BD
三、综合题
21 ．为探究不同光质对玉米光合作用的影响。在大田条件下，以玉米 ZD958 为供试材料设置 3 种光质处理，
分别为红色膜（R）、蓝色膜（B）和绿色膜（G），以白色纱网作为对照（CK），结果如下表所示。
处理 净光合速率(μ mol·m–2 ·s–1） 胞间 CO2 浓度(μ mol·m–2） 气孔导度(μ mol·m–2 ·s–1）
CK 30.3 159.7 271.0
B 22 170.2 199.6
R 18.9 185.5 184.3
G 16.1 217.5 171.2
请回答下列问题：
(1)光合色素分布在 ，吸收的光能在叶绿体内将 H2O 裂解为 。
(2)据表可知，经 处理后，净光合速率下降幅度最大，请解释该现象的原因： 。 (3)与对照组相比，各处理的气孔导度显著下降，但胞间 CO2 却显著上升。这说明，不同光质处理净光合速
率下降是由 （填“气孔限制”或“非气孔限制”）引起的。 CO2 作为光合作用的原料由
固定进入卡尔文循环。
(4)不同的光质处理下， 叶片光系统间的协调性（PSⅠ/PSⅡ) 均显著下降， 其中红膜对光系统协调性的影响最
大、蓝膜影响最小。请画出不同光质处理对光系统协调性影响的柱形图。
(5)若适当提高各处理组土壤中的氮含量， 玉米的光饱和点 。在光合作用过程中， 氮是光合色素
的组分，也是光反应产物 的组分。
【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜上 NADPH（[H]）和 O2
(2) 绿色膜（G） 光合色素主要吸收蓝紫光和红光，而基本不吸收绿光
(3) 非气孔限制 CO2 固定
(4)
(5) 升高 叶绿素 酶
【分析】据表可知，3 种光质处理后较对照组而言净光合速率均有所下降，气孔导度也有不同程度的下降，
而胞间二氧化碳浓度不降反升，说明不同光质处理，可能通过非气孔因素引起净光合速率下降。
【详解】（1）光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。光合作用的光反应在光合色素吸收光能的推动下进行
水的光解和 ATP 的合成，其中水裂解为 NADPH 和 O2。
（2）据表可知，绿色膜（G）处理后，由于光合色素主要吸收蓝紫光和红光，而基本不吸收绿光，净光合
速率为 16.1μ mol·m–2 ·s–1 ，其下降幅度最大。
（3）气孔导度下降， 导致二氧化碳不能正常进入叶肉细胞， 但胞间二氧化碳浓度不降反升， 说明不同光质 处理净光合速率下降是由非气孔限制引起的。暗反应包括二氧化碳的固定和 C3 的还原， 其中二氧化碳经二
氧化碳的固定进入卡尔文循环。
（4）由题意可知， 对照组叶片光系统间的协调性最大， 其次为蓝膜处理， 在次为绿膜处理， 最后为红膜处
理。以不同光质为横坐标，叶片光系统间的协调性为纵坐标作图如下：
（5）提高土壤氮含量， 有利于叶绿素的合成， 从而提高光合速率， 提高光饱和点。光合色素中叶绿素含氮，
光反应需要酶的催化，其中酶也含有氮。
22 ．红松和人参均为我国北方地区的植物。已知人参是阴生植物，红松是阳生植物，如图为两种植物在温 度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（ P/R）随光照强度变化的曲线图，结合所学
知识请回答下列问题：
(1)在进行人参叶片色素的提取和分离实验时， 研磨剪碎的叶片之前需要加入少许的 ，纸
层析的结果显示，在层析液中溶解度最大的色素是 。
(2)若适当增加土壤中镁的含量， 一段时间后人参的 a 点 移（填“左”或“右”）
(3)光照强度为 c 时， 一般而言，红松的净光合速率 人参的净光合速率关系（选填“> 、= 、<”）。
(4)请根据光合作用、呼吸作用的有关原理，列举两条提高人参产量的可行性措施： 。
【答案】(1) SiO2 、CaCO3 胡萝卜素
(2)左
(3)>
(4)合理密植、适当增加光照强度、延长光照时间、保持昼夜温差等
【分析】 a 点光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）为 1，对应的光照强度为光补偿点； b 、d 点 P/R 比值
达到最大，对应的是光饱和点。
（1）提取绿叶中色素时， 将叶片剪碎， 放入研钵中， 加入少许二氧化硅和碳酸钙， 再加入适量无水乙醇进 行充分研磨，其中无水乙醇（丙酮）的作用是提取色素， SiO2 的作用是使研磨更充分， CaCO3 的作用是防
止色素被破坏。
绿叶中色素的提取和分离实验中，分离色素时采用的是纸层析法，其原理是色素在层析液中的溶解度不同， 随着层析液扩散的速度不同， 最后的结果是观察到四条色素带， 从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄
素（黄色）、叶绿素 a （蓝绿色）、叶绿素 b（黄绿色），故溶解度最大的色素是胡萝卜素。
（2）对于人参而言， a 点光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）为 1，对应的光照强度为光补偿点；若适 当增加土壤中镁的含量， 植物合成叶绿素增多， 达到光补偿点需要的光照强度变小， 故一段时间后人参的 a
点左移。
（3）阴生植物人参的呼吸速率比阳生植物红松的呼吸速率低， 光照强度为 c 时， 二者的 P/R 值相同， 净光
合速率=光合作用速率－呼吸速率，故红松的净光合速率大于人参。
（4）据图可知， 影响光合作用的因素主要有光照强度， 因此增合理密植可以充分利用光照， 提高农作物的 产量，减少呼吸作用对有机物的分解可增加有机物的积累，故可以采取的措施有：增加昼夜温差；适当增
加光照强度，延长光照时间；满足农作物对水、空气等的需求等。
23 . Ⅰ:下图表示真核生物细胞呼吸的过程， 图中 a－d 各表示某种物质， ①-⑤各表示某一代谢过程， 据图
回答：
(1)物质 c 与物质 （“a”或“b”或“d”）表示相同的物质。
(2)某同学参加了体能测试以后，腿部肌肉感到酸痛，这是由于部分肌细胞进行了上述代谢过程中的
（填数字序号）；在体能测试时，细胞提供能量最多的代谢过程是 （填
数字序号）
(3)结合图分析真核细胞能够产生 CO2 的场所包括
(4)玉米入库贮藏前需晒干，这是为了减少其中的 水，从而使其 水平下降；农田被水淹后，作物
烂根主要与图中的 （填数字序号）过程有关。
Ⅱ: 夏季晴朗无云的某天，某种植物光合作用强度变化曲线如图所示。
(5)植物叶肉细胞中光合作用暗反应的场所是 ，活跃的化学能驱动暗反应， 将 转化为储存化
学能的糖类，据图分析，该植物一天中糖类积累最多的时刻是 （填字母）。
(6)据图分析， 在 12 点左右出现光合作用强度“低谷”，直接影响光合作用生理过程的环境因素是 ( 温度” 、“光照强度” 、“CO2 浓度”）。B 、C 两点中， 点的叶绿体中 C3 化合物的含量相对较大。 与 D 点相比， E 点细胞内的 C5 化合物的含量较 （“高”或“低”）。
【答案】(1)b
(2) ①⑤ ③
(3)线粒体基质、细胞质基质
(4) 自由 细胞代谢（细胞呼吸或呼吸作用） ①④
(5) 叶绿体基质 CO2 E
(6) CO2 浓度 B 低
【分析】1.有氧呼吸是在氧气充足的条件下， 细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过 程，有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙 酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水
的过程，发生在线粒体内膜上。
2.无氧呼吸是在无氧条件下， 有机物不彻底氧化分解， 产生二氧化碳和酒精或者乳酸， 同时释放少量能量的 过程，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，第二阶段是丙酮酸和还原氢在不同酶的作用下形成二
氧化碳和酒精或者乳酸，两个阶段都发生在细胞质基质中。
光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光 能转变成活跃的化学能储存在 ATP 中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固 定是二氧化碳与 1 分子五碳化合物结合形成 2 分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光
反应产生的还原氢和 ATP 的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
题图分析， 图示表示生物体内呼吸作用的过程， 图中 a-d 表示某种物质， 分别为丙酮酸、水、水、二氧化碳， ①-⑤表示相关生理过程， 分别为有氧呼吸的第一、第二、第三阶段及无氧呼吸形成酒精和形成乳酸的过程。 （1）物质 c 是有氧呼吸第三阶段的产物， 是还原氢和氧气结合后的生成物， 与物质 b 表示的物质相同， 均
为水。
（2）某同学参加了体能测试以后， 腿部肌肉感到酸痛， 这是乳酸积累的结果， 是由于部分肌细胞进行了上 述代谢过程中的①⑤阶段，即产生乳酸的无氧呼吸过程；在体能测试时，细胞提供能量最多的代谢过程是
图中的③,即为有氧呼吸的第三阶段。
（3）图中显示， 真核细胞能够产生 CO2 的过程为有氧呼吸第二阶段和产生酒精的无氧呼吸的第二阶段， 即
图中的②④过程，分别发生在线粒体基质和细胞质基质。
（4）玉米入库贮藏前需晒干， 这是为了减少其中的自由水， 从而使其细胞代谢（细胞呼吸） 水平下降， 进
而可减少有机物的消耗，延长储藏时间；农田被水淹后，根部获得的氧气减少，进而无氧呼吸速率上升，
无氧呼吸的产物酒精对植物的根系有毒害作用，进而导致作物烂根，即与图中的①④过程有关。
（5）结合分析可知， 植物叶肉细胞中光合作用暗反应的场所是叶绿体基质， 光反应中产生的活跃的化学能 驱动暗反应， 将二氧化碳转化为储存化学能的糖类， 这里活跃的化学能主要作用于暗反应过程中 C3 的还原， 该过程发生了 ATP 中活跃的化学能向糖类等有机物中稳定化学能的转化；图中纵轴的含义是二氧化碳的吸 收速率，即表示的是净光合速率的大小，图中显示的都是净光合速率大于 0 的时段，即只要净光合速率大
于 0 就有有机物的积累，显然该植物一天中糖类积累最多的时刻应该是 E。
（6）据图分析， 在 12 点左右出现光合作用强度“低谷”，这是由于此时温度过高、光照太强， 植物植物保护 性适应表现在气孔关闭，进而导致作为光合作用原料之一的二氧化碳吸收减少，导致光合速率下降，因此， 此时直接影响光合作用生理过程的环境因素是 CO2 浓度。 B 、C 两点中， C 点的净光合速率较低， 说明此时 二氧化碳供应是较少的，因此叶绿体中 C3 化合物的含量相对较少，而 B 点时由于二氧化碳浓度相对较高， 因而此时叶绿体中 C3 化合物的含量相对较高。与 D 点相比， E 点时光照强度减弱， 此时光反应产生的还原
氢和 ATP 减少，因而 C3 还原速率下降，同时 C5 再生速率也下降，故此时细胞内的 C5 化合物的含量较低。
