課時規(guī)范練15光合作用原理

（選擇題每小題3分）

必備知識基礎(chǔ)練

考點(diǎn)一光合作用的原理和過程

1.（2024.福建泉州模擬）欲證明離體的葉綠體可以合成ATP,并與水的光解相伴隨。在有光

照提供出知。、ADP、Pi的條件下，還需要提供的實(shí)驗(yàn)條件是（）

A.有NADPH、無CO2

B.有NADP+、無CO2

C.有CO2、NADPH

D.有CO2、NADP+

2.（2024.遼寧朝陽期末）下圖為光合作用過程示意圖，其中A表示結(jié)構(gòu),①②③④表示有關(guān)物

質(zhì)。下列說法錯誤的是（）

光年/②、/FT^CHZ。）

lcO2

H2^?NADPH

A.②③的產(chǎn)生發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中

B.CCh的固定是CO2與④在酶催化下結(jié)合的過程

C.（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能來自ATP和NADPH

D.A結(jié)構(gòu)中光合色素吸收的光能全部轉(zhuǎn)換成ATP中的化學(xué)能

3.（2024.廣州綜合測試）羥基乙酸可作為合成多種有機(jī)物的原料。研究人員構(gòu)建了一種非天

然的酶催化CO2固定新途徑（CETCH循環(huán)），高效地將CO2轉(zhuǎn)化為羥基乙酸,并利用該途徑

研制出能合成羥基乙酸的人造葉綠體（如圖）。下列分析錯誤的是（）

A.人造葉綠體內(nèi)的水既作為多種物質(zhì)的溶劑，還參與相關(guān)代謝

B.為了使人造葉綠體持續(xù)地運(yùn)作，需要源源不斷地輸入光能

C.圖中的CETCH循環(huán)需要NADP+、ADP和Pi作為直接原料

D.若人造葉綠體得到廣泛應(yīng)用，一定程度上可抵消碳排放的影響

4.（2024.山東煙臺期末）綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的PSBS是一種光保護(hù)蛋白，也是一種類囊體

膜蛋白，能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)高H+濃度而被激活，激活的PSBS可抑制電子在類囊體膜上的

傳遞，最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放,以防止強(qiáng)光對葉肉細(xì)胞造成損傷。ATP合成的能

量直接來源于類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差。下列說法錯誤的是（）

A.光照過強(qiáng)會導(dǎo)致葉肉細(xì)胞類囊體腔內(nèi)pH下降

B.激活PSBS后，光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物會減少

C.PSBS的活性受H+濃度、光照強(qiáng)度等因素的影響

D.PSBS功能的發(fā)揮有利于類囊體膜上ATP的合成

5.（2024.黃石高三期中）光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)n都是由光合色素和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體，其在

光反應(yīng)中的機(jī)制如圖所示。下列說法錯誤的是（）

高能電子

\H++NADP+

高能電子

NADPH

\

卡爾文循環(huán)

低能電子.D$+P鯉心低能電子

葉

綠素

\循環(huán),類

、

卜

復(fù)

蘿

胡

1/2O2+2H\素

體

)2e/祟葉綠素、類X合

H200?胡蘿卜素復(fù)*

工合體日光

光系統(tǒng)u光系統(tǒng)

A.葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收紅光和藍(lán)紫光

B.水的光解發(fā)生在類囊體薄膜上,需要酶的參與

c.植物缺鎂對光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)n都有影響

D.光能先轉(zhuǎn)變成電能再轉(zhuǎn)變成ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能

6.（2024.武漢高三聯(lián)考）如圖為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物磷酸丙糖的代謝途徑,其中磷酸丙糖

轉(zhuǎn)移蛋白（TPT）的活性是限制光合速率大小的重要因素。已知CO2充足時,TPT活性降低;

磷酸丙糖與Pi通過TPT的運(yùn)輸嚴(yán)格按1：1的比例進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述正

確的是（）

A.葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物主要是以淀粉形式運(yùn)出細(xì)胞的

B.暗反應(yīng)中磷酸丙糖的合成需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP

C.若磷酸丙糖的合成速率超過Pi轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的速率，則利于蔗糖的合成

D.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過增加C02來提高作物中淀粉和蔗糖的含量

考點(diǎn)二環(huán)境條件改變與光合產(chǎn)物含量變化分析

7.（2024.湖北三模）卡爾文等科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物所處環(huán)境由光照轉(zhuǎn)為黑暗時,RUBP（C5）

含量急劇下降,PGA（C3）含量迅速上升;當(dāng)驟然降低CO2濃度時,PGA含量迅速下降，而

RuBP含量上升。下列敘述錯誤的是（）

A.CO2的固定過程在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行

B.RuBP可以與CO2反應(yīng)并消耗ATP

C.C3的還原階段消耗NADPH并合成蔗糖或淀粉等有機(jī)物

D.葉綠體中RuBP含量不多，因?yàn)镽uBP消耗后會再生

8.為研究光照與黑暗交替處理對花生葉片葉綠體中的ATP和ADP含量變化的影響。某研

究小組測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。結(jié)合圖中結(jié)果分析，下列敘述錯誤的是（）

L17

F6

o5

乳

高3

52

1

0

時間/min

A.光照0~5min,葉肉細(xì)胞中發(fā)生了ADP與ATP之間的相互轉(zhuǎn)化

B.光照5~20min,葉綠體中的ATP含量基本穩(wěn)定，說明ATP與ADP轉(zhuǎn)化逐漸停止

C.黑暗20-30min,暗反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行導(dǎo)致葉綠體中ATP和ADP的含量呈相反變化

D.光暗交替處理30min,光暗條件對葉綠體中ADP與ATP轉(zhuǎn)化過程的影響較大

關(guān)鍵能力提升練

9.（2024.武漢高三期中）如圖為真核細(xì)胞中兩種傳遞電子并產(chǎn)生ATP的生物膜結(jié)構(gòu)示意圖。

據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.圖甲為葉綠體內(nèi)膜，圖乙為線粒體內(nèi)膜

B.兩種膜產(chǎn)生ATP的能量直接來源均為H+的跨膜運(yùn)輸

C.自養(yǎng)需氧型生物的細(xì)胞中都既有圖甲結(jié)構(gòu)又有圖乙結(jié)構(gòu)

D.圖甲中NADPH為電子最終受體,圖乙中02為電子最終受體

10.（2024.湖南長沙模擬）當(dāng)同時給予植物紅光和遠(yuǎn)紅光照射時，光合作用的效率大于分開

給光的效率,這一現(xiàn)象稱為雙光增益效應(yīng)，如圖1所示;出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是光合作用過

程中存在兩個串聯(lián)的光系統(tǒng)，即光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II,其作用機(jī)理如圖2所示。下列相關(guān)說

法正確的是()

遠(yuǎn)紅關(guān)紅光關(guān)紅光、關(guān)

光開開遠(yuǎn)紅

光開

圖1

光光

圖2

A.光系統(tǒng)I位于葉綠體類囊體薄膜上,光系統(tǒng)n位于葉綠體基質(zhì)中

B.雙光增益是通過提高單位時間內(nèi)光合色素對光能的吸收量來實(shí)現(xiàn)的

c.光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)n通過電子傳遞鏈串聯(lián)起來，最終提高了光能的利用率

D.光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)n產(chǎn)生的氧化劑都可以氧化水，從而生成氧氣

11.（多選）（2024.山東濱州模擬）在番茄幼苗葉片上噴施不同濃度的海藻糖（一種非還原二糖）

溶液,探究其在高溫環(huán)境下（40℃處理9天）對植物光合作用的影響，觀測并統(tǒng)計葉綠素含量,

如表所示。下列敘述不正確的是（）

海藻糖溶液濃度

含量

0(CK)0.5%(T0.5)1.0%(T1.0)1.5%(T1.5)

葉綠素a0.780.821.02*1.01*

葉綠素b0.350.380.360.35

注:*表示數(shù)據(jù)在統(tǒng)計學(xué)水平上存在顯著差異。

A.可用斐林試劑鑒定海藻糖，產(chǎn)生病紅色沉淀

B.葉綠素a與葉綠素b是重要的光合色素，分布于葉綠體雙層膜上

C.T1.0和T1.5處理組顯著提高了番茄幼苗各光合色素的含量

D.番茄幼苗在高溫環(huán)境下通過利用海藻糖提高了光合作用的能力

12.（12分）（2025?八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷）為提高溫室反季種植番茄的產(chǎn)量，探究相同光照強(qiáng)度

下不同紅光與藍(lán)光的比例及光周期（24h中光/暗時長比例）對光合作用等生理過程的影響,

結(jié)果如下圖?；卮鹣铝袉栴}。

*、

如

*

<

M

S

落

屬

籟

強(qiáng)

占

圖1

圖2

⑴光合色素吸收、傳遞光能，在類囊體薄膜上經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化和電子傳遞，將能量儲存

在、中。這兩種物質(zhì)在（填場所）中發(fā)揮作用。

⑵實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1：0.8組的光合速率最高,結(jié)合圖1結(jié)果和色素對光的吸收光譜，分析可能的

原因是和O

⑶在類囊體薄膜上，光合色素需要與相關(guān)蛋白質(zhì)組成捕光色素蛋白復(fù)合體來行使功能。結(jié)

合圖2分析，在適宜的光周期下，細(xì)胞中感受光周期的光敏色素吸收光后，將信

號傳入，增加基因的表達(dá)，提高葉綠體對光的捕獲能力。

⑷在北方某地，冬季日照時長約為10h。利用上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出對溫室種植番茄進(jìn)行補(bǔ)光

增產(chǎn)的關(guān)鍵措施:o

13.（13分）（2024.江蘇南通三模）擬南芥在強(qiáng)光下產(chǎn)生電子過多，導(dǎo)致活性氧積累加快細(xì)胞

凋亡引發(fā)萎黃病。研究表明C37蛋白能夠在強(qiáng)光下影響Cb6/f復(fù)合體的活性，作用機(jī)理如

下圖所示。光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)H是完成光反應(yīng)必需的，光反應(yīng)過程中光合電子傳遞包括線

性電子傳遞和環(huán)式電子傳遞。請分析回答下列問題。

野生型

野生型

C37缺失突變體

注：一?線性電子傳遞環(huán)式電子傳遞?電子

0[2：78()10111213

⑴類囊體薄膜上光合色素與形成的復(fù)合體可吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。強(qiáng)光下該反

應(yīng)中的電子積累導(dǎo)致活性氧增加，此時C02供應(yīng)不足還會引起植物發(fā)生損耗能量的

過程。

⑵在光照條件下,PSII吸收光能產(chǎn)生高能電子,PSH中部分葉綠素a失去電子轉(zhuǎn)化為

（填“強(qiáng)還原劑”或“強(qiáng)氧化劑”）再從中奪取電子引起02釋放。

⑶在（填“線性電子傳遞”或“環(huán)式電子傳遞”）中,電子經(jīng)PSII>Cb6/f

和PSI最終與結(jié)合生成NADPH,同時產(chǎn)生ATP共同參與過程。

⑷研究表明，缺失C37蛋白的擬南芥，在強(qiáng)光下更容易得萎黃病。你認(rèn)為C37蛋白在抵御

強(qiáng)光脅迫、避免細(xì)胞凋亡中的作用是。

⑸當(dāng)植物吸收的光能過多時，過剩的光能會對psn復(fù)合體造成損傷。細(xì)胞可通過非光化

學(xué)淬滅（NPQ）減少多余光能對PSII的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個功能:修復(fù)損傷的

PSII;參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以野生型擬南芥和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相

關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示。實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)光照射時對野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對

二者的PSn均造成了損傷。

現(xiàn)

fe矍

W

醺

o

d

z

環(huán)境

一致的

應(yīng)在

實(shí)驗(yàn)

，兩組

為

量

變

自

的

驗(yàn)

實(shí)

該

①

行。

下進(jìn)

條件

可能

原因

測其

析，推

圖分

合上

型，結(jié)

野生

高于

強(qiáng)度

作用

光合

體的

突變

測得

②若

。

是

參考答案

課時規(guī)范練15光合作用原理

必備知識基礎(chǔ)練

1.B解析光反應(yīng)階段在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行，此過程必須有光、光合色素、與光反

應(yīng)階段相關(guān)的酶,主要反應(yīng)步驟:①水的光解，水在光下分解成氧氣和NADPH(需要NADP+

等)，②ATP生成,ADP與Pi接受光能合成ATP,即該過程中除ATP外，還有NADPH的生成,

故需要向其中提供NADP+,但光反應(yīng)過程不需要C02的參與，故無需提供CO2,B項(xiàng)符合題

局、O

2.D解析圖中A為類囊體薄膜，在其上進(jìn)行的反應(yīng)過程為水的光解產(chǎn)生NADPH和02,

同時合成ATP,NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中參與暗反應(yīng)，生成②NADP+和③ADP+Pi,A

項(xiàng)正確;CO2的固定是C02與④C5在酶催化下結(jié)合成兩分子C3的過程,B項(xiàng)正確;光合作用

的光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH均可以為C3的還原提供能量,轉(zhuǎn)化為有機(jī)物(CH20)中穩(wěn)定

的化學(xué)能,C項(xiàng)正確;在光反應(yīng)中,葉綠素所吸收的光能全部轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定的化學(xué)能儲存到

ATP和NADPH中,D項(xiàng)錯誤。

3.C解析人造葉綠體內(nèi)的水可以作為多種物質(zhì)的溶劑，同時水還參與光合作用的光反應(yīng)

階段,A項(xiàng)正確;為了使人造葉綠體持續(xù)地運(yùn)作，需要源源不斷地輸入光能，保證光反應(yīng)的持

續(xù)進(jìn)行,B項(xiàng)正確;圖中的CETCH循環(huán)需要利用NADPH、ATP作為直接原料,C項(xiàng)錯誤;

人造葉綠體可利用C02,故若其得到廣泛應(yīng)用，一定程度上可抵消碳排放的影響,D項(xiàng)正確。

4.D解析光照過強(qiáng),類囊體膜蛋白PSBS感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的高H+濃度而被激活，說明光

照過強(qiáng)時葉肉細(xì)胞類囊體腔內(nèi)pH下降,A項(xiàng)正確;激活PSBS后,使水的光解受到抑制，光反

應(yīng)階段生成的NADPH減少，引起暗反應(yīng)階段C3的還原減弱,導(dǎo)致光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物

減少,B項(xiàng)正確;光照強(qiáng)度會影響光反應(yīng)階段水的光解等過程,H+是水的光解的產(chǎn)物,PSBS

能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的高H+濃度而被激活，因此PSBS的活性受H+濃度、光照強(qiáng)度等因素

的影響,C項(xiàng)正確;ATP合成的能量直接來源于類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差,PSBS功能的發(fā)揮

可最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放，以防止強(qiáng)光對葉肉細(xì)胞造成損傷，因此PSBS功能的

發(fā)揮不利于類囊體膜上ATP的合成,D項(xiàng)錯誤。

5.A解析葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,A項(xiàng)錯誤。

6.B解析由題圖可知，葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物主要是以蔗糖形式運(yùn)出細(xì)胞的,A項(xiàng)錯誤;若

磷酸丙糖的合成速率超過Pi轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的速率，則有利于淀粉的合成,C項(xiàng)錯誤油于

C02充足時,TPT活性降低，導(dǎo)致磷酸丙糖運(yùn)出葉綠體合成蔗糖的過程受到影響，所以增加

C02能提高作物中淀粉的含量，但蔗糖的含量會下降,D項(xiàng)錯誤。

7.B解析C02的固定過程在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行,A項(xiàng)正確;根據(jù)題干可以判斷,RuBP是

C5,而PGA是C3,RuBP可以與C02反應(yīng)但是不消耗ATP,B項(xiàng)錯誤;C3的還原階段利用光反

應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP合成蔗糖或淀粉等有機(jī)物,C項(xiàng)正確;在光合作用的卡爾文循環(huán)中,

當(dāng)C02與RuBP結(jié)合后，經(jīng)過一系列反應(yīng),RuBP被消耗，但同時,在一系列酶促反應(yīng)下，會不

斷地再生出新的RuBP,使其能持續(xù)參與C02的固定過程,D項(xiàng)正確。

8.B解析圖中ATP和ADP含量變化曲線顯示,在開始光照的0~5min內(nèi),ATP含量迅速

上升，而ADP含量迅速下降，依據(jù)二者之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，葉綠體中發(fā)生了ADP+Pi+能量

旦ATP的轉(zhuǎn)化過程,A項(xiàng)正確;在有光照的條件下，葉綠體內(nèi)將持續(xù)進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)

和暗反應(yīng)過程，葉綠體類囊體膜捕獲光能后利用ADP和Pi為原料持續(xù)合成ATP,合成的

ATP也會持續(xù)供給暗反應(yīng)中C3的還原過程，曲線顯示葉綠體中ATP含量基本穩(wěn)定，說明

ATP與ADP的持續(xù)轉(zhuǎn)化已維持在一定的速率下，而葉綠體中的ATP與ADP轉(zhuǎn)化持續(xù)進(jìn)行,

并未停止,B項(xiàng)錯誤;在黑暗20~30min內(nèi)，葉綠體因無光照，光反應(yīng)停止，無法持續(xù)合成ATP,

而暗反應(yīng)在停止光照的短暫時間內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行，會繼續(xù)消耗ATP,同時產(chǎn)生ADP,從而導(dǎo)致了

ATP和ADP的含量呈相反變化,C項(xiàng)正確;曲線顯示在光暗交替處理30min內(nèi),ATP與ADP

含量變化較大，這說明光暗條件主要對葉綠體內(nèi)ADP與ATP轉(zhuǎn)化過程的影響較大,D項(xiàng)正

確。

關(guān)鍵能力提升練

9.B解析圖甲中利用光能分解水，為光合作用的光反應(yīng)階段，所以圖甲為葉綠體中的類

囊體薄膜，圖乙中利用NADH生成水和ATP,應(yīng)為有氧呼吸第三階段,所以圖乙為線粒體內(nèi)

膜，自養(yǎng)需氧型生物，如硝化細(xì)菌為原核生物，不存在圖甲結(jié)構(gòu)和圖乙結(jié)構(gòu),A、C兩項(xiàng)錯誤；

由圖可知，這兩種膜結(jié)構(gòu)上的ATP合成酶在合成ATP時,都需要利用膜兩側(cè)的H+跨膜運(yùn)輸,

即H+的梯度勢能轉(zhuǎn)移到ATP中,B項(xiàng)正確;圖甲中的NADP+接受電子變成NADPH,NADP+

為電子最終受體,圖乙中O2接受電子變成水,02為電子最終受體,D項(xiàng)錯誤。

10.C解析綠色植物進(jìn)行光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜，故兩個光系統(tǒng)均位于類

囊體薄膜上,A項(xiàng)錯誤;單位時間內(nèi)光合色素對光能的吸收量取決于光照強(qiáng)度、光合色素的

量等，由圖可知,雙光增益現(xiàn)象得益于PSH和PSI之間形成電子傳遞鏈，相互促進(jìn),最終提

高了光能的利用率,B項(xiàng)錯誤,C項(xiàng)正確油圖可知，只有光系統(tǒng)n可以氧化水,D項(xiàng)錯誤。

11.ABC解析由題意可知，海藻糖是一種非還原二