大题01 细胞代谢类-【大题精做】冲刺2025年高考生物大题突破+限时集训（江苏专用）

大题01 细胞代谢类 通过对近年江苏高考及全国卷生物试题的分析，光合作用与细胞呼吸的命题呈现出“基础性、探究性、综合性”并重的特点，既聚焦核心概念如光反应与暗反应的物质能量转化、有氧呼吸三阶段的关联（如2023江苏以叶片气孔为背景考查有氧呼吸过程，2022年通过三大营养物质代谢转化与呼吸作用结合强化物质循环逻辑），又注重以新情境深化能力考查。 从命题规律看，非选择题占比超80%，常以大学教材内容（如光呼吸、C4途径）或科研实验数据为情境，例如2024江苏结合线粒体结构与功能考查有氧呼吸细节，或通过蓝细菌背景探究温度对呼吸耗氧及光合放氧的双向影响，并要求完善蓝细菌密度与叶绿素a含量的实验设计；2023年则以植物叶片气孔运动为切入点，结合最新科研成果辨析光合作用场所（如类囊体膜功能）与气孔开闭的代谢关联。此外，命题更强调学科交叉与微观机理的整合，如2022年通过光合作用中物质代谢关系（如RuBP再生与CO₂固定）考查动态平衡思想，2024年通过蓝细菌光合结构（原核生物光合膜系统）与真核植物的差异对比强化结构与功能观。值得注意的是，学科素养渗透愈发显著，例如通过线粒体质子泵功能与能量转换效率的关联考查生命观念，或结合碳中和背景探讨蓝细菌在碳循环中的生态意义。 之后可能会延续“情境创新+能力升级”趋势，进一步挖掘光呼吸调控机制、抗逆植物代谢路径等前沿内容，并强化多变量实验设计及批判性思维考查。备考需立足代谢过程本质，厘清总光合与呼吸速率的计算逻辑，同时拓展大学教材相关知识点，通过模拟科研情境提升信息迁移与模型构建能力，最终实现从知识记忆到科学思维进阶的跨越。 典例一：细胞呼吸与光合作用的过程及实验设计 （2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 一、光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 1. 实验设计要点 · 变量控制：光照强度可通过换不同功率灯泡，或改变同功率灯泡与植物距离调节。温度借助恒温装置设定，CO₂浓度用 CO₂缓冲液维持稳定，低时释放，高时吸收。 · 对照原则：不能仅用一套装置逐步变条件，要设多组装置，除研究变量不同，其他条件一致，如研究光照强度对光合作用影响时，多组装置仅光照强度有别。 · 净光合测定：光下测得数值为净光合作用强度，是光合作用产物量减去细胞呼吸消耗量。总光合作用强度需在黑暗测细胞呼吸强度后，与净光合强度相加。 0. 解题关键信息 · 试剂选择：加 NaOH 溶液会吸收 CO₂，用于研究无 CO₂时光合作用或细胞呼吸；加 NaHCO₃溶液可维持 CO₂浓度稳定，探究特定 CO₂浓度下光合与呼吸反应。 · 光照处理：光照处理研究光合作用，如光照强度、时间对光合产物和速率影响；黑暗处理排除光合干扰，研究细胞呼吸强度和产物。 · 适宜条件提示：题中若有 “温度、光照最适宜条件”，可专注其他变量，如 CO₂浓度、植物种类等对实验影响；若无，则要考虑温光对结果的干扰。 二、光合作用与呼吸作用实验常用条件控制法 1. 增氧：泵入空气或放入光照下进行光合作用的绿色水生植物，能增加水中氧气。 2. 减氧：容器密封、油膜覆盖阻止空气与水气体交换，或用加热后冷却、含氧量低的凉开水，可减少水中氧气。 3. 除 CO₂：利用\(2NaOH + CO_{2}=Na_{2}CO_{3}+H_{2}O\)反应，在装置加 NaOH 溶液除去容器中二氧化碳。 4. 除叶淀粉：将植物放黑暗处 “饥饿处理”，消耗原有淀粉，便于研究实验条件下新合成淀粉。 5. 除叶绿素：把叶片放酒精小烧杯，再将小烧杯放盛水大烧杯隔水加热，溶解叶绿素，利于实验结果观察，如检测淀粉时显色更明显。 6. 除光合干扰：用黑布、遮光罩给植株遮光，停止光合作用，准确测量细胞呼吸产生 CO₂量和消耗氧气量。 7. 获单色光：复色光经棱镜色散，因折射角不同分解出单色光；用特定颜色薄膜，吸收其他光，只让同色光通过，如红色薄膜提供红光。 8. 提取线粒体：破碎组织或细胞成匀浆，放入离心机，利用不同细胞器质量和密度差异，在不同离心速度下分离出线粒体。 9. 稳定 CO₂体积：NaHCO₃溶液作为 CO₂缓冲液，光合作用消耗 CO₂时补充，细胞呼吸产生过多时吸收，在研究光照强度对光合作用影响等实验中，维持 CO₂体积稳定。 1．草莓富含维生素、膳食纤维及多种矿物质，营养价值高，是众多人心中的水果珍品。回答下列问题。 (1)草莓的叶绿素可以使用 （方法）进行分离，其主要吸收 光。 (2)如图表示草莓叶肉细胞中发生的物质代谢过程。该图所示过程称为 循环，其中②过程需要光反应提供 。    (3)为了研究草莓在不同温度下的光合作用与呼吸作用，科学家选取了大小相似的草莓叶片，并将它们分组进行实验。已知所有叶片在实验前的干重均相等，实验过程如下：首先，在不同温度下对叶片进行1小时的暗处理，然后测量其干重变化；接着，立即对所有叶片进行1小时的光照（光照强度相同），并再次测量其干重变化。实验结果如下图所示（注：干重变化均是与暗处理前相比较）。据图分析，光照时，30℃草莓合成有机物总量为 mg。研究者认为，由图中的数据不能得出该草莓呼吸作用酶的最适温度，理由是 。    (4)合理灌溉的基本要求是利用最少量的水取得最好的效果，但不同的灌溉方法对植物所起的作用可能不同，如滴灌技术是通过在地下或土壤表面安装精密的管道网络，将水分输送到作物的根系附近，实现精准灌溉；喷灌技术则是利用先进的喷灌设备，将水加压喷洒至作物上空，形成细小雾状水滴，随后均匀降落到作物或土壤中，满足作物的水分需求。请设计实验探究种植草莓更适用以上哪一种灌溉技术。（写出实验思路即可） 。 2．刺莓苔是一种具有观赏、食用和药用价值的植物。科研人员欲为大规模种植刺莓苔提供理论依据，探究了土壤含水量对刺莓苔总光合速率的影响，相关实验结果如图1所示（无关变量相同且适宜）。回答下列问题：    (1)水分进入刺莓苔根细胞的方式有 。 (2)除了图1所示实验，该科研人员还要在 条件下，测量各组的 ，才能达到实验的最终目的。 (3)据图1分析，刺莓苔在不同含水量的土壤中生长快慢的规律是 ；据此，给大规模种植刺莓苔的花农提一个合理的建议： 。 (4)该科研人员为了进一步研究土壤中含水量达到90%时，刺莓苔净光合速率降低与叶片色素含量的关系，实验结果如图2所示。    ①实验期间，在栽培的第5、10和15天，每组分别摘取植株的相同部位的叶片并用 （试剂）提取色素，然后利用分光光度计测定色素吸光值。 ②该实验的结论是 。 典例二：影响光合作用和呼吸作用的因素 （2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 一、光合作用的核心过程 1. 能量转化路径：在光合作用进程中，能量历经复杂转变。起始阶段，光能被光合色素捕获，迅速转化为活跃的化学能，并储存于 ATP 与 NADPH 之中，此为光反应阶段的关键能量变化。随后，在暗反应环节，活跃的化学能进一步转化为稳定的化学能，牢牢存储在有机物里，完成从光能到化学能的完整转变，为植物自身以及生态系统中的其他生物提供了能量基础。 2. 物质变化详情 光反应（叶绿体类囊体薄膜）：光反应阶段，水在光能和光合色素的作用下发生光解，反应式为H2ONADPH＋O2，产生的氧气释放到外界环境，NADPH 作为强还原剂参与后续反应。同时，ADP 与 Pi 在光能驱动和酶的催化下合成 ATP，即ADP＋PiATP，为暗反应提供能量。 暗反应（叶绿体基质）：暗反应起始于二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物（C₅）在酶的催化下结合，生成两分子三碳化合物（C₃），反应式为CO2＋C52C3。随后，在 ATP 供能以及 NADPH 的还原作用下，2C3(CH2O)＋C5，三碳化合物被还原为糖类等有机物，同时五碳化合物得以再生，保障暗反应持续进行。 二、影响光合作用的关键因素 1. 温度：温度对光合作用的影响显著，主要作用于暗反应。这是由于参与暗反应的酶种类繁多且数量庞大，相比光反应更为依赖适宜的温度环境。在一定温度范围内，随着温度升高，酶活性增强，暗反应速率加快，光合作用效率提升；然而，一旦温度超出适宜范围，酶活性降低甚至失活，导致暗反应受阻，光合作用强度随之下降。 2. CO₂浓度：CO₂浓度是影响暗反应的关键因素。CO₂作为暗反应的原料，其浓度直接关系到二氧化碳固定的速率。当 CO₂浓度较低时，暗反应速率受限，光合作用强度较弱；随着 CO₂浓度增加，暗反应速率加快，光合作用强度提升，但当 CO₂浓度达到一定程度后，暗反应速率不再随 CO₂浓度增加而显著加快，此时光合作用强度趋于稳定。 3. 水分：水分对光合作用的影响主要体现在暗反应阶段。缺水时，植物为减少水分散失，气孔会关闭，这将直接阻碍 CO₂的吸收。由于 CO₂是暗反应的关键原料，其供应不足会导致暗反应速率降低，进而影响光合作用整体效率。严重缺水时，光合作用甚至可能无法正常进行。 4. 光照：光照主要影响光反应过程。光照强度、光照时间和光质都会对光合作用产生影响。光照强度增加，光反应产生的 ATP 和 NADPH 增多，为暗反应提供更充足的能量和还原剂，促进暗反应进行，提高光合作用强度；光照时间越长，植物进行光合作用的时间越久，积累的有机物也就越多；不同光质对光合作用也有差异，例如，红光和蓝紫光下光合作用效率较高，绿光下光合作用效率较低。 三、呼吸作用与光合作用的紧密联系 1. 呼吸速率测定：在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用。此时，可通过测量单位时间实验容器内 CO₂的增加量、O₂的减少量或者有机物的减少量来确定呼吸速率。这些指标直观反映了植物呼吸作用消耗氧气、产生二氧化碳以及分解有机物的速率。 2. 净光合速率测定：当植物处于光照条件下，同时进行光合作用和呼吸作用。净光合速率可通过单位时间内 CO₂的吸收量、O₂的释放量或者有机物的积累量来衡量。净光合速率体现了植物在光照下实际积累有机物的能力，是光合作用强度与呼吸作用强度相互作用的结果。 3. 总光合速率关系：总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，即总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。从物质变化角度看，光合作用有机物的制造量等于光合作用有机物的积累量加上呼吸作用有机物的消耗量；光合作用固定的 CO₂量等于从外界吸收的 CO₂量加上呼吸作用释放的 CO₂量。 1．植物在长期进化过程中，为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，其中包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）。据图回答下列问题：    (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程： 。 (2)据图甲可知，HH（高温强光）条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ；而是由于 ，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。 (3)当暴露在过量的光强下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图乙所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。随光照增强，三种叶黄素的相互转化关系为 （用a、b、c和“→”表示）。三种叶黄素中光能耗散能力最强的是 ，依据是 。 (4)在强光下，叶黄素循环被激活，让过量的光能耗散，以保护叶片等免受伤害。当叶片被遮蔽时，叶黄素循环关闭，但叶黄素循环的关闭需要几分钟。研究者设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间，从而使大豆的产量提高了20%以上，分析该方式提高产量的原因是 。 2．植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。下图为棉花植株光合产物合成及运输过程示意图。 (1)暗反应进行的场所是 。研究表明，缺磷会抑制光反应过程，原因是 。 (2)据图分析，叶绿体中的淀粉在夜间被降解的意义是 。 (3)光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。 (4)为研究棉花去棉铃后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及固定速率。结果如图2所示。 去除棉铃处理降低了 （填“库”或“源”）的大小，进而抑制棉花的光合作用，结合图1分析，机制是 。 典例三：特殊代谢类型 （2022·江苏·高考真题）图1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。请都图回各下列问题： (1)图1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源于呼吸作用；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。 C4 植物、景天酸植物及光呼吸 1、C4 植物 C4 植物具有独特的叶片结构，其维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，形成 “花环型” 结构。叶肉细胞排列疏松，维管束鞘细胞则围绕在维管束周围，体积较大且含有较多较大的叶绿体，这些叶绿体没有基粒或基粒发育不良。 光合作用途径：C4 植物在光合作用过程中，首先在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）在 PEP 羧化酶的催化下，与 CO₂结合，形成草酰乙酸（C4）。草酰乙酸再被还原为苹果酸等 C4 化合物，这些 C4 化合物随后被运输到维管束鞘细胞中。在维管束鞘细胞内，C4 化合物释放出 CO₂，参与卡尔文循环（C3 途径），最终合成有机物。这种独特的 C4 途径能够在较低的 CO₂浓度下高效固定 CO₂，相比 C3 植物，C4 植物在高温、干旱、强光等环境下具有更强的光合作用能力。例如玉米、甘蔗等都属于 C4 植物，它们在热带和亚热带地区生长良好，能够充分利用当地的环境条件进行高效的光合作用，提高作物产量。 0. 景天酸植物 景天酸植物的光合作用具有特殊的代谢方式，其气孔在夜间开放，吸收 CO₂，并在 PEP 羧化酶的作用下，将 CO₂固定为草酰乙酸，进而转化为苹果酸储存在液泡中。白天，气孔关闭，液泡中的苹果酸运出，释放出 CO₂，参与卡尔文循环进行光合作用。这种代谢方式使得景天酸植物能够适应干旱环境，减少水分散失。因为在干旱条件下，白天高温时气孔关闭可避免水分过度蒸发，而夜间凉爽时气孔开放吸收 CO₂，巧妙地利用了昼夜环境差异来完成光合作用和气体交换。像仙人掌、芦荟等多肉植物都属于景天酸植物，它们在沙漠等干旱地区能够顽强生存并进行光合作用。 0. 光呼吸 光呼吸是植物在光照条件下，进行的一个吸收氧气、释放二氧化碳的过程。在光合作用过程中，当 O₂浓度较高而 CO₂浓度较低时，Rubisco（核酮糖 - 1,5 - 二磷酸羧化酶 / 加氧酶）会催化核酮糖 - 1,5 - 二磷酸（RuBP）与 O₂反应，生成磷酸乙醇酸和 3 - 磷酸甘油酸。磷酸乙醇酸经过一系列代谢反应，最终一部分碳以 CO₂的形式释放出去，这一过程消耗能量却不产生 ATP 和有机物，在一定程度上降低了光合作用的效率。例如，在炎热、干燥的环境中，植物气孔关闭，CO₂供应不足，O₂浓度相对升高，光呼吸作用会增强，对植物的生长和产量产生一定影响。 虽然光呼吸看似是一个消耗能量的 “浪费” 过程，但它在植物生理过程中也具有一定意义。一方面，光呼吸可以消耗光合作用中产生的多余能量，避免因能量过剩对植物细胞造成损伤。另一方面，光呼吸过程中产生的一些中间产物可以参与植物体内的其他代谢途径，维持细胞内的代谢平衡。 1．研究表明，金钗石斛有较强的抗干旱能力，在水分充足、环境条件适宜的情况下，主要通过卡尔文循环固定CO2.当金钗石斛面对干旱等逆境胁迫时会逐渐转变为CAM途径（景天酸代谢途径）植物。请回答下列问题： (1)适宜条件下，金钗石斛叶肉细胞中进行卡尔文循环的场所是 。该过程所固定的CO2来自于 。 (2)图1是金钗石斛响应干旱胁迫的机制，暗期气孔打开，CO2通过气孔进入细胞，此时金钗石斛 （填“能”或“不能”）将CO2转化为糖类，原因是： 。 (3)科研人员研究了金钗石斛在不同供水条件下的光合特性，结果如表1所示。在干旱胁迫时，推测 （植物激素）的含量上升，气孔导度逐渐下降，直到基本关闭。结合图1和表1分析，随干旱时间延长，胞间CO2浓度下降不明显的原因是 。 表1  上午10时测定不同供水条件下金钗石斛的光合作用指标 　 净光合速率（μmol·m2·s-1） 气孔导度（mmol·m2·s-1） 蒸腾作用（mmol·m2·s-1） 胞间CO2（mmol·mol-1） 充分供水 1.4 0.023 0.6 300.2 干旱20天 0.88 0.01 0.22 289.3 干旱40天 0.19 0.002 0.08 277.5 (4)干旱40天时，金钗石斛气孔随光暗条件发生周期性关闭和开放，对于植物适应干旱环境的意义是 。 2．塑料经物理、化学和生物降解作用会进一步分解成更小的碎片，即微塑料（MPs）或纳米塑料（NPs）。研究发现MPs/NPs进入细胞后会对细胞产生一系列的危害作用。如MPs/NPs可在线粒体内积聚，破坏线粒体的电子传递链，造成线粒体膜损伤（如图1）。 (1)由图可知，MPs/NPs 通过 进入细胞，随后被细胞器[A] 吸收处理，细胞器A 在细胞中的作用是 。 (2)MPs/NPs会破坏线粒体的电子传递链（如图2），这主要影响有氧呼吸第 阶段，并最终影响ATP的生成。H+从线粒体基质进入膜间隙的方式是 ，ATP合成酶是一种跨膜蛋白，该酶具有 的功能。（答2点） (3)光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损伤膜结构。光呼吸（图3中虚线所示）可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现对叶绿体的光保护。图3中过程①进行的场所是 ，叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于 、 。 (4)图3中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有 ，在光呼吸过程中，线粒体中的电子传递链的作用是 。 (5)线粒体电子传递链有细胞色素途径（CP）和交替氧化途径（AP）。CP途径有ATP的合成；AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失。为了研究不同环境条件对两条途径的影响，科研人员利用正常植株和 aoxla 突变体（AP功能缺陷）进行实验，结果如图4。 ①正常情况下，黑暗时电子传递链以 途径为主。 ②光照过强时，光保护主要依赖于 途径，从物质和能量变化的角度分析其原因是 。 ③温度与光保护机制的关系是 。 1．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 2．（2024·广西·高考真题）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题： (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是 （填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在 （填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长，其原因是 。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是 ，理由是 。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将 ，理由是 。 3．（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。    (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。 (2)光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。 在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于 。 在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 (3)蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH14CO3  ⑥培养基中加入14C6H12O6 4．（2024·海南·高考真题）海南是我国芒果（也称杧果）的重要种植地，芒果的生长和果实储藏受诸多因素影响。回答下列问题： (1)芒果的生长依赖于光合作用：光合作用必需的酶分布在叶绿体的 和 。 (2)生产中用植物生长调节剂乙烯利浸泡采摘后的芒果，可促进果实成熟，原因是 。 (3)为延长芒果的储藏期，应减弱芒果的呼吸作用，其目的是 。从环境因素考虑；除了降低温度外，减弱芒果呼吸作用的措施还有 （答出1点即可）。 (4)芒果在冷藏期间呼吸速率会降低，有利于保鲜。但芒果对低温敏感，冷藏期间易受到冷害，导致呼吸速率持续下降，影响果实品质。为了探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，请以呼吸速率为测定指标，简要写出实验设计思路、预期结果和结论 （注：褪黑素可用蒸馏水配制成溶液）。 5．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。    ①黄连的光饱和点约为 umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 （答2点）。 (2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括 （多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。 (3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及其作用是 。 6．（2024·湖南·高考真题）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生 ；光能转化为电能，再转化为 中储存的化学能，用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量 ，从叶绿素的合成角度分析，原因是 （答出两点即可）。 (3)现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：① ；② ；③ ；④基因测序；⑤ 。 7．（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ． (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。 8．（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。 (1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。 (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；② 。 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。 ③预期结果： 。 9．（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：① ；② 。 10．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是 ，其原因是 。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：       实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为 μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。 11．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 12．（2024·山东·高考真题）从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点 （填“高”或“低”），理由是 。 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。 13．（2024·全国甲卷·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。    (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 14．（2024·湖北·高考真题）气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理（图1）。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型（wt）、ht1基因功能缺失突变体（h）、rhc1基因功能缺失突变体（r）和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体（h/r），进行了相关实验，结果如图2所示。 回答下列问题： (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞 （填“吸水”或“失水”），引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率 （填“增大”或“不变”或“减小”）。 (2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物 （填“促进”或“抑制”）气孔关闭。 (3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是 。 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是 （填“ht1”或“rhc1”）。 15．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和 （填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据 （填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。 1．（2025·山西吕梁·一模）我国有4000多年的柑橘栽培历史。研究证实红光和乙烯利会影响柑橘果实中类胡萝卜素的含量，进而影响柑橘的品质。现对柑橘果实做如下四种处理，测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图所示。回答下列问题： (1)采摘后的柑橘果实在贮藏过程中果皮颜色由绿色转变为黄色，可能是由于细胞中的类胡萝卜素和叶绿素的比值 （填“上升”或“下降”）导致的。 (2)选取若干长势相同的柑橘植株，分别采摘一定比例的果实，几天后测得各组叶片CO2固定的速率均下降，原因是 。 (3)据图可知，随着处理天数增加，红光、乙烯利均能提高类胡萝卜素的相对含量，且根据红光和乙烯利共同作用的结果可进一步得出结论：红光和乙烯利共同作用的效果 （填“大于”或“小于”或“等于”）两者单独使用的效果。 (4)科学家研究红光提高柑橘果实中类胡萝卜素相对含量的原因，提出如下两种假说。 假说1：红光直接调控类胡萝卜素合成相关基因的表达； 假说2：红光 ，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达。 为验证上述假说，以野生型柑橘、乙烯合成缺陷型柑橘为材料设计实验如下，完善表格并写出支持假说2的预期结果。 分组 柑橘类型 处理 观测指标 处理前测 处理后测 甲 ① 红光处理 类胡萝卜素相对含量 乙 乙烯合成缺陷型 ② 与甲组相比，实验组乙设置采用了自变量控制中的 （填科学方法）。支持假说2的预期结果：红光处理后，甲组类胡萝卜素相对含量 （填“提高”“降低”或“基本不变”），乙组类胡萝卜素相对含量 （填“提高”“降低”或“基本不变”）。 2．（2025·河南·模拟预测）为修复某重营养化池塘，环境检测部门以沉水植物金鱼藻为实验材料，研究在较高营养（N：P=10：1和N：P=30：1）条件下，金鱼藻对水体中N、P的去除作用及金鱼藻的生长和生理变化与营养负荷的关系，实验过程及部分结果如图所示。回答下列问题： (1)池塘重度富营养化后，使用沉水植物可维持其清水状态，从生物的角度分析，其理由是 （答出1点即可）。 (2)据图可知，该实验测量的指标有 （答出2点即可）；据图2和图3推测，池塘修复对金鱼藻的影响是 。 (3)研究者认为，金鱼藻对池塘的修复会影响其水生生物群落的多样性，其理由是 。 (4)上述实验还存在其他测量指标，实验分组设置也不全面，请你设计实验进行完善，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 从该池塘中获取① 、沉积物等材料； 实验试剂 曝晒过24h的自来水，用KH2PO4和（NH4）2SO4分别配制成② 的人工污水； 实验器材 取相同大小的玻璃缸分成四组，并对其进行如下处理③ ； 补充测量指标 实验过程中：④ （答出1点即可），实验结束后：⑤ （答出1点即可）。 3．（2025·陕西商洛·二模）补光常被运用于温室种植、室内园艺等。研究人员研究了不同补光措施对冬季大棚番茄光合作用的影响，结果如图1、2所示。实验中，不同补光措施如下：CK组不补光；T1组选择高压钠灯，红蓝光比为8.5：1；T2组选择LED灯，红蓝光比为4.9：1；T3组选择LED灯，红蓝光比为3：1。已知高压钠灯的耗能明显高于其他两种LED灯的。回答下列问题： (1)持续的阴天、雨天或冬季等情况会导致某一地区日照时间减少，在大棚中种植的作物可以通过补光来提高产量。补光时通常选择蓝紫光、红光，而不使用绿光，原因是 。 (2)在冬季光照不足的条件下，为了提高大棚番茄的光合速率，据图1分析，适合的补光措施是 。 (3)可溶性糖含量与番茄的品质有关。据图2分析， （填“提高”或“降低”）蓝光的比例有利于提高番茄的品质，判断依据是 。 (4)在农业生产中，人们很少会使用高压钠灯的光源来进行补光，从生产效益的角度分析，原因是 。 4．（2025·四川成都·三模）莴苣的生长发育受多种因素的调控。莴苣种子需要在有光的条件下才能萌发，种植前需要浸泡清水30分钟，捞出放在湿纸巾上阴凉处见光催芽。出苗后移栽，研究发现不同光质配比对莴苣幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对莴苣幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光:蓝紫光=1:2）、B组（红光:蓝紫光=3:2）、C组（红光:蓝紫光=2:1），每组光照输出的功率相同。回答下列问题： (1)光合作用的光反应阶段，氮元素主要用于 等物质的合成（写出2种物质），叶绿体中色素具有的功能是 。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，从光质的角度分析原因是 。 (3)研究发现随着光照时间的增加，莴苣种子内的赤霉素的含量有所增加，推测可能原因是 （一种色素蛋白复合体）可以接受光信号，在细胞内经过一系列信号转导过程，促进赤霉素相关基因的表达进而促进种子萌发。 (4)红光促进种子萌发的机制有一种假说是红光能提高种子对赤霉素的敏感性。研究小组将某赤霉素不敏感型植株分为甲、乙、丙三组，其中甲组红光照射、乙组黑暗处理、丙组黑暗处理并施用适宜浓度的赤霉素，若实验结果为 ，则能证明该假说正确。 5．（2025·四川南充·二模）高等植物的有氧呼吸存在细胞色素呼吸途径和交替呼吸途径两种，部分过程如图1所示。交替氧化酶（AOX）作为交替呼吸途径的关键酶，其基因表达水平会影响细胞活性氧（ROS）的含量，进而影响光合作用。请回答下列问题：    (1)细胞色素呼吸途径中，NADH释放的电子经过一系列复合体最终传递给氧生成水，该过程发生在 （填具体场所）；同时将H+泵到膜外侧，使得膜外侧H+浓度高于膜内侧，H⁺又通过ATP合成酶上的特殊通道回流到膜内侧，同时驱动ATP的合成，这一过程体现了蛋白质具有 功能。 (2)与细胞色素呼吸途径相比，交替呼吸途径合成的ATP （填“多”或“少”），原因是 。 (3)为研究交替呼吸途径的存在对植物抗冻的影响，研究人员用拟南芥野生型和突变体（A和B为AOX基因过量表达突变体，C为AOX基因缺失突变体）做了相关实验，结果如图2。实验表明，交替呼吸途径能提高拟南芥植株抗低温胁迫能力，保护其光合作用正常运行，判断的依据是 。    (4)研究人员继续测定了上述植株叶片中的ROS含量，结果如图3。请在图3中补充低温处理下突变体C叶片中的ROS含量 。    6．（2025·河北·一模）随着CO₂排放量的上升，大气CO₂的浓度过高，导致海水升温酸化。为了探究这一变化对三角褐指藻生命活动的影响，研究人员将藻种放入恒温光照箱中培养，检测三角褐指藻在不同条件下的光合速率和呼吸速率，结果如图，其中HC代表高CO₂浓度 、LC代表低CO₂浓度。回答下列问题： (1)相同温度条件下，HC比LC下三角褐指藻光合速率高的原因可能是 。与LC相比，HC条件下NADPH的含量 (填“上升”“下降”或“不变”)。 (2)据图1可知，与正常条件下(20 ℃、LC)相比，海水升温酸化后三角褐指藻的光合速率 (填“上升”“下降”或“不变”)，说明 (填“高温”或“酸化”)对植物光合作用的影响较大。 (3)需要在 条件下测定呼吸速率。图3表示呼吸速率与光合速率的比值，由图可知， 相同温度下，高浓度CO₂条件下的比值均 (填“大于”“小于”或“等于”)低浓度CO₂条件下的比值；培养温度升高，该比值下降。 (4)本研究的自变量为 。结合本实验的结果，请设计实验探究温度升高对三角褐指藻色素含量的影响(写出实验思路即可)。 7．（2025·安徽滁州·一模）随着信息技术的飞速发展，农业生产方式正逐渐向智能化、精准化转变。农田生态系统的结构和功能对农业生产的可持续性具有重要影响。基于此，为揭示小麦-玉米轮作对农田生态系统结构和功能的影响，科研人员开展了具体实验，深入分析轮作模式对土壤结构与肥力、农田生物多样性、农田生态系统稳定性及农作物产量和质量的具体影响及影响机制，结果如表所示。 表1  小麦-玉米轮作对土壤结构和肥力的影响 指标 轮作组 对照组（单一种植） 增幅 土壤有机质 3.2% 2.4% +33.3% 全氮 0.19% 0.14% +35.7% 有效磷/（mg·kg-1） 28.4 20.7 +37.2% 土壤团聚体稳定性 74.3 61.8 +20.2% 土壤孔隙度 48.6% 42.1% +15.4% 昆虫多样性指数 2.8 1.9 +47.4% 微生物多样性指数 3.6 2.7 +33.3% 表2  小麦-玉米轮作对农作物产量和质量的影响 指标 轮作组 对照组（单一种植） 增幅/改善程度 667m2小麦产量/kg 450 392 +14.8% 667m2玉米产量/kg 650 580 +12.1% 小麦蛋白质含量 13.2% 12.1% +9.1% 玉米蛋白质含量 8.6% 7.8% +10.3% 小麦其他营养成分 高 低 提高 玉米其他营养成分 高 低 提高 回答下列问题。 (1)从生态系统组成成分分析，土壤中的微生物主要属于 ，其作用是 。 (2)农田中利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度属于 （填“化学防治”或“生物防治”）。信息传递在农业生产中的应用主要有两个方面：一是提高农畜产品的产量；二是 。 (3)土壤孔隙度的增加有利于提高农作物产量，试分析其原因是 。 (4)结合表1和表2，分析小麦-玉米轮作模式下农作物产量提高的两点原因： 。 8．（2025·河北石家庄·模拟预测）光呼吸是绿色植物在光照条件下，吸收O2和释放CO2的过程。在水分亏缺及高光照条件下，叶片气孔关闭，光呼吸产生的CO2能被再固定，可保护光合作用的反应中心，以免被强光破坏。叶肉细胞中的部分反应过程如图，Rubisco是①③过程需要的酶；甲、乙是参与②过程的两种物质，乙是还原剂。回答下列问题： (1)物质甲为 ，Rubisco催化CO2与核酮糖-1，5-二磷酸反应生成3-磷酸甘油酸的过程称为 。依照图中信息，光呼吸可为光合作用提供 。 (2)持续强光照时突然停止光照，CO2释放量的变化趋势为 。绿色植物的光呼吸会耗损光合作用部分新形成的有机物。据图分析，可能原因是 （答2点即可）。 (3)人为增加环境中的CO2浓度可提高农作物产量，机理是 （答1点即可）。 9．（2025·广东汕头·一模）水资源短缺限制水稻的生长发育，严重影响水稻的产量。具有特定结构的保卫细胞参与水稻气孔的构成。红光能促进水稻气孔的开放，为研究其机理，研究者利用野生型(WT)和OsPIL15基因敲除的水稻m，设计并开展相关实验，部分结果如图，其中气孔导度表示气孔张开的程度，OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。 回答下列问题： (1)保卫细胞的叶绿体中 (填色素名称)对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞光合作用制造的糖类较多，细胞吸水膨胀使得气孔打开。 (2)从光调节植物生长发育的机制看，红光促进气孔开放的机制是：①为光合作用提供更多能量；②作为 影响OsPIL15蛋白的含量。实验一的结果表明，红光促进气孔开放的主要机制不是①，理由是 。 (3)OsPIL15蛋白是如何对气孔开闭进行调控？研究者作出假设并进一步探究。 ①假设一：OsPIL15蛋白通过影响 ，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。 ①假设二：OsPIL15蛋白 (填“促进”或“抑制”)OsAB15基因的表达，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三。若想进一步验证该结论，可选用 水稻，检测其气孔导度。 (4)研究发现OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT无明显差异，培育OE品种的意义是 。 10．（2025·江苏盐城·模拟预测）类囊体膜上电子传递包括线性电子传递和环式电子传递，电子经PSII、PQ、b6f、PSI等复合体传递，最终产生NADPH的过程称为线性电子传递。若电子经PSI传递回PQ则会形成环式电子传递，如下图所示。请据图回答： (1)类囊体膜的主要成分有 ，类囊体膜选择透过性的分子基础有 （疏水性）和膜转运蛋白（专一性）。 (2)卡尔文循环发生在上图 （X、Y）侧，光照下Y侧H+浓度升高的原因有 、 。 (3)当植物NADP+缺乏时将启动环式电子传递，该状态下叶绿体中 （“能”、“不能”）合成ATP。 (4)低温胁迫会导致植物光合速率下降，引起光能过剩，环式电子传递被激活。有人研究低温胁迫72h对两种苜蓿线性电子传递和环式电子传递的影响，结果如下图：ETR（I）和ETR（II）分别表示PSI和PSⅡ线性电子传递的能力，CEF表示环式电子传递的循环电子流，依据ETR（I）和ETR（Ⅱ）可估算出CEF的通量。 结果表明，与室温下相比，低温胁迫 （“促进”、“抑制”）两种苜蓿PSI和PSH的光合电子流：同时还显著 （“促进”、“抑制”）两种苜蓿的CEF，对 （①“甘农5号”、②“新牧4号”）影响程度相对更大。 (5)百草枯（除草剂）会争夺水光解后的e-，经一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。阴天喷洒百草枯除草的效果较差，推测其原因是 。 11．（2025·四川德阳·二模）荞麦具有一定的药用价值，对干旱环境具有较强的适应性。研究小组将生理状况基本一致的荞麦幼苗分成W1（正常供水）组和W2（干旱处理）组，每组施用4个水平（P0<P1<P2<P3）的磷肥量，各组在相同环境条件下培养，收获后测量各组产量，结果如图1所示。已知荞麦叶肉细胞参与光反应的光合复合体由光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）组成（图2）。请分析回答： (1)从参与光合作用过程的结构成分和物质角度来看，磷能参与合成的有机物有 （答出1点即可）。 (2)图2所示膜结构应是荞麦叶肉细胞叶绿体的 膜，A代表的物质为 。光反应过程中，能量的转化形式具体可概述为光能转化为 再转化为 。 (3)分析图1的实验数据，可以得出的实验结论是 （答出2点即可）。施加适量的磷肥来缓解干旱使产量下降的影响，起到“以肥补水”的效果，推测其原因可能是 。 12．（2025·吉林长春·二模）当CO2/O2比值低时，催化CO2固定的酶（Rubisco），还可催化C5与O2结合生成乙醇酸，再经一系列过程生成C3，释放CO2，此过程称为光呼吸，相关过程如图所示。光呼吸只在光下进行，会明显降低光合作用效率。研究人员将水稻自身的三种酶引入到叶绿体中，成功构建了一条新的光呼吸支路GOC（虚线所示），能将部分乙醇酸完全分解为CO2，为提高植物光合作用效率提供了新思路。回答下列问题： (1)水稻叶肉细胞中的Rubisco分布在叶绿体的 中。图中甘油酸生成C3的过程属于 （填“吸能”或“放能”）反应。 (2)光呼吸与有氧呼吸的区别有___________。 A．是否需要光 B．利用O2的场所 C．是否产生CO2 D．是否需要线粒体参与 (3)光呼吸会消耗一部分光合作用产物，但其在适应环境变化上具有重要意义。如在强光照或干旱条件下，叶片气孔会 ，导致 ，使光呼吸增强，消耗光反应产生的O2、ATP和 ，减少对叶绿体的伤害。 (4)据图分析，光呼吸支路GOC的创建能提高植物光合作用效率的原因是 。 13．（2025·山东菏泽·一模）早春出现的“倒春寒”易导致植物发生光抑制现象，即植物对光能的吸收量超过利用量，过剩的光能抑制了光合作用。科研人员用低温弱光模拟这种环境胁迫来研究桃树光抑制发生的机制。回答下列问题： (1)图1中，高等植物叶肉细胞的叶绿体内含有吸收、传递、转化光能的两个光系统：光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ），其中PSII是叶绿体类囊体薄膜上由蛋白质和 组成的复合物，可将H2O分解，产生的H⁺通过ATP合酶顺浓度梯度进入叶绿体基质驱动ATP的合成，这表明ATP合酶具有 的功能。 (2)桃树叶片在不同实验条件下处理，并每隔1h取样置于25℃和正常光照条件下测得相关生理指标如图2。 ①仅低温胁迫 （填“会”或“不会”）破坏光系统。 ②低温前提下，弱光导致的光抑制现象可能是由于 （填“PSI”、“PSII”或“PSI和PSII”）被破坏而导致的，判断依据是 。 ③低温弱光胁迫的0~3h内，桃树叶片的qN升高的原因是 ；推测3~6h内，qN降低的原因是 。 (3)农业上常通过补充蓝光来改善“倒春寒”引起的光抑制现象，请结合上述研究，推测相关机理为 。 14．（2025·广东佛山·二模）农业碳汇是指通过改善农业管理、改变土地利用方式、育种技术创新、植树造林等方式，吸收大气中的二氧化碳的过程、活动或机制，是在“碳达峰”“碳中和”背景下，实现乡村振兴和生态保护的一种新兴模式。茶园碳汇主要有两部分：一是茶树生长过程中通过光合作用吸入二氧化碳放出氧气；二是来自茶园种植管理，通过施用有机肥、种植绿肥、废弃枝叶还田等低碳生产行为改良土壤，提高土壤有机质，从而提高土壤碳汇水平。“叶白、脉绿、香郁、味醇”的安吉白茶为绿茶类变异品种，对温度敏感，呈现阶段性反白现象（春季温度低于23℃时叶绿素合成受影响，产生白化现象，气候回暖时白化减弱，“复绿”之后与普通绿茶无异）。对安吉白茶阶段性白化过程的数据监测如表所示。回答下列问题： 时期 总叶绿素含量（mg/g） 气孔张开程度 （mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 白化前期 0.3 0.05 250 2.1 白化中期 0.28 0.07 240 4 白化期 0.18 0.06 245 3.2 复绿前期 0.32 0.08 225 5.7 复绿中期 0.4 0.09 200 7 (1)茶树属于生态系统组成成分中的 ，茶树影响环境中的碳一氧平衡，体现了生物多样性的 价值。 (2)茶叶叶片白化与复绿过程中叶绿素的含量变化明显，在光合作用过程中这些色素主要吸收 （光谱范围）。复绿前期至全绿期，叶绿素含量增加明显，这可能与茶树体内 （植物激素）的增多有关。 (3)白化期茶树净光合速率较低，这与气孔的关系不大，判断的依据是 。根据表中数据并不能判断茶树在不同时期真正光合速率的变化，原因是 。 (4)茶树根系较浅、植株矮而耐阴；板栗根系较深、植株高且喜光。据此分析板栗—茶树立体农业的优点是 （至少写两点）。 15．（2025·山西·一模）全球范围的大气CO2浓度升高将直接影响植物的生长发育和代谢。本研究以密闭容器中生存的闽楠幼苗为研究对象，探究不同CO2浓度对闽楠幼苗光合作用、氮素营养的分配情况的影响，结果如下表。请回答下列问题： 处理 CO2浓度 （μmol·mol-1） 最大净光 合速率 （μmol·m-2·S-1） 最大RuBP 羧化速率 （μmol·m-2·S-1） RuBP羧化 反应分配的氮素 （g·g-1） 光反应分配的氮素 （g·g-1） 对照组 350.0 6.0 22.5 0.2 0.1 T1 500.0 6.5 24.2 0.2 0.1 T2 700.0 4.9 18.4 0.1 0.1 注：最大RuBP羧化速率指特定条件下植物叶片中固定CO2的Rubisco酶催化反应的最大速率 (1)随着CO2浓度升高，闽楠幼苗光合作用积累有机物总量变化为 。 (2)氮元素被植物吸收，可用于合成光合作用所需的物质有 （至少写出两种）。结合氮素营养的分配情况，分析CO2浓度升高对光反应的影响为 ，判断理由是 。 (3)结合实验结果分析，与T1处理相比，T2处理闽楠幼苗光合作用强度下降的原因为 。 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题01 细胞代谢类 通过对近年江苏高考及全国卷生物试题的分析，光合作用与细胞呼吸的命题呈现出“基础性、探究性、综合性”并重的特点，既聚焦核心概念如光反应与暗反应的物质能量转化、有氧呼吸三阶段的关联（如2023江苏以叶片气孔为背景考查有氧呼吸过程，2022年通过三大营养物质代谢转化与呼吸作用结合强化物质循环逻辑），又注重以新情境深化能力考查。 从命题规律看，非选择题占比超80%，常以大学教材内容（如光呼吸、C4途径）或科研实验数据为情境，例如2024江苏结合线粒体结构与功能考查有氧呼吸细节，或通过蓝细菌背景探究温度对呼吸耗氧及光合放氧的双向影响，并要求完善蓝细菌密度与叶绿素a含量的实验设计；2023年则以植物叶片气孔运动为切入点，结合最新科研成果辨析光合作用场所（如类囊体膜功能）与气孔开闭的代谢关联。此外，命题更强调学科交叉与微观机理的整合，如2022年通过光合作用中物质代谢关系（如RuBP再生与CO₂固定）考查动态平衡思想，2024年通过蓝细菌光合结构（原核生物光合膜系统）与真核植物的差异对比强化结构与功能观。值得注意的是，学科素养渗透愈发显著，例如通过线粒体质子泵功能与能量转换效率的关联考查生命观念，或结合碳中和背景探讨蓝细菌在碳循环中的生态意义。 之后可能会延续“情境创新+能力升级”趋势，进一步挖掘光呼吸调控机制、抗逆植物代谢路径等前沿内容，并强化多变量实验设计及批判性思维考查。备考需立足代谢过程本质，厘清总光合与呼吸速率的计算逻辑，同时拓展大学教材相关知识点，通过模拟科研情境提升信息迁移与模型构建能力，最终实现从知识记忆到科学思维进阶的跨越。 典例一：细胞呼吸与光合作用的过程及实验设计 （2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 【答案】(1) 选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质 (2) 乙 常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长 (3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细菌的光合作用 光反应产生的ATP、NADPH用于暗反应，光合作用发生在叶绿体中 光合细菌是原核生物，没有叶绿体结构，其光合作用在相应结构完成 建立叶绿素a含量与蓝细菌密度关系的数学模型 体积微小的生物可用显微镜直接计数法计数；离心可分离不同密度的物质或结构；色素可溶于无水乙醇，可用无水乙醇提取色素；离体的叶绿素见光会分解 要建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的数学模型，则要测定细胞数和叶绿素含量两套数据 （2）逻辑线梳理： 【详解】（1）类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中，C3在ATP、NADPH和酶的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。 （2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样  植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙。 （3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。 第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。 第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素 。 第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。 一、光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 1. 实验设计要点 · 变量控制：光照强度可通过换不同功率灯泡，或改变同功率灯泡与植物距离调节。温度借助恒温装置设定，CO₂浓度用 CO₂缓冲液维持稳定，低时释放，高时吸收。 · 对照原则：不能仅用一套装置逐步变条件，要设多组装置，除研究变量不同，其他条件一致，如研究光照强度对光合作用影响时，多组装置仅光照强度有别。 · 净光合测定：光下测得数值为净光合作用强度，是光合作用产物量减去细胞呼吸消耗量。总光合作用强度需在黑暗测细胞呼吸强度后，与净光合强度相加。 0. 解题关键信息 · 试剂选择：加 NaOH 溶液会吸收 CO₂，用于研究无 CO₂时光合作用或细胞呼吸；加 NaHCO₃溶液可维持 CO₂浓度稳定，探究特定 CO₂浓度下光合与呼吸反应。 · 光照处理：光照处理研究光合作用，如光照强度、时间对光合产物和速率影响；黑暗处理排除光合干扰，研究细胞呼吸强度和产物。 · 适宜条件提示：题中若有 “温度、光照最适宜条件”，可专注其他变量，如 CO₂浓度、植物种类等对实验影响；若无，则要考虑温光对结果的干扰。 二、光合作用与呼吸作用实验常用条件控制法 1. 增氧：泵入空气或放入光照下进行光合作用的绿色水生植物，能增加水中氧气。 2. 减氧：容器密封、油膜覆盖阻止空气与水气体交换，或用加热后冷却、含氧量低的凉开水，可减少水中氧气。 3. 除 CO₂：利用\(2NaOH + CO_{2}=Na_{2}CO_{3}+H_{2}O\)反应，在装置加 NaOH 溶液除去容器中二氧化碳。 4. 除叶淀粉：将植物放黑暗处 “饥饿处理”，消耗原有淀粉，便于研究实验条件下新合成淀粉。 5. 除叶绿素：把叶片放酒精小烧杯，再将小烧杯放盛水大烧杯隔水加热，溶解叶绿素，利于实验结果观察，如检测淀粉时显色更明显。 6. 除光合干扰：用黑布、遮光罩给植株遮光，停止光合作用，准确测量细胞呼吸产生 CO₂量和消耗氧气量。 7. 获单色光：复色光经棱镜色散，因折射角不同分解出单色光；用特定颜色薄膜，吸收其他光，只让同色光通过，如红色薄膜提供红光。 8. 提取线粒体：破碎组织或细胞成匀浆，放入离心机，利用不同细胞器质量和密度差异，在不同离心速度下分离出线粒体。 9. 稳定 CO₂体积：NaHCO₃溶液作为 CO₂缓冲液，光合作用消耗 CO₂时补充，细胞呼吸产生过多时吸收，在研究光照强度对光合作用影响等实验中，维持 CO₂体积稳定。 1．草莓富含维生素、膳食纤维及多种矿物质，营养价值高，是众多人心中的水果珍品。回答下列问题。 (1)草莓的叶绿素可以使用 （方法）进行分离，其主要吸收 光。 (2)如图表示草莓叶肉细胞中发生的物质代谢过程。该图所示过程称为 循环，其中②过程需要光反应提供 。    (3)为了研究草莓在不同温度下的光合作用与呼吸作用，科学家选取了大小相似的草莓叶片，并将它们分组进行实验。已知所有叶片在实验前的干重均相等，实验过程如下：首先，在不同温度下对叶片进行1小时的暗处理，然后测量其干重变化；接着，立即对所有叶片进行1小时的光照（光照强度相同），并再次测量其干重变化。实验结果如下图所示（注：干重变化均是与暗处理前相比较）。据图分析，光照时，30℃草莓合成有机物总量为 mg。研究者认为，由图中的数据不能得出该草莓呼吸作用酶的最适温度，理由是 。    (4)合理灌溉的基本要求是利用最少量的水取得最好的效果，但不同的灌溉方法对植物所起的作用可能不同，如滴灌技术是通过在地下或土壤表面安装精密的管道网络，将水分输送到作物的根系附近，实现精准灌溉；喷灌技术则是利用先进的喷灌设备，将水加压喷洒至作物上空，形成细小雾状水滴，随后均匀降落到作物或土壤中，满足作物的水分需求。请设计实验探究种植草莓更适用以上哪一种灌溉技术。（写出实验思路即可） 。 【答案】(1) 纸层析法 红光和蓝紫 (2) 卡尔文（或碳） ATP和NADPH (3) 10 四组实验中呼吸作用强度随着温度的升高而增强，所以无法确定该草莓呼吸作用酶的最适温度（答案合理即可） (4)选取生长状况相同且良好的草莓若干随机均分为甲、乙组；先对它们进行干旱处理，然后每隔一段时间定量灌溉，甲组采用喷灌技术，乙组采用滴灌技术，在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，比较两组草莓的生长状况（答案合理即可） 【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[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）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。 【详解】（1）草莓的叶绿素可以使用纸层析法进行分离，该操作的原理是根据叶绿体色素在层析液中的溶解度不同实现的，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。 （2）如图表示草莓叶肉细胞中发生的物质代谢过程。该图所示过程称为卡尔文（或碳）循环，包括二氧化碳的固定和C3的还原，其中②过程为C3的还原，该过程需要光反应提供的ATP和[H]。 （3）为了研究草莓在不同温度下的光合作用与呼吸作用，科学家选取了大小相似的草莓叶片，并将它们分组进行实验。已知所有叶片在实验前的干重均相等，实验过程如下：首先，在不同温度下对叶片进行1小时的暗处理，然后测量其干重变化；接着，立即对所有叶片进行1小时的光照（光照强度相同），并再次测量其干重变化。实验结果如下图所示，由于干重变化均是与暗处理前相比较，暗处理后的干重变化意味着呼吸消耗，而光照后的干重变化表示的是净光合速率，根据图中数据可计算，光照时，30℃草莓的净光合为2+4=6，则此时合成有机物总量为6+4=10mg。研究者认为，由图中的数据不能得出该草莓呼吸作用酶的最适温度，这是因为四组实验中呼吸作用强度随着温度的升高而增强，基没有出现拐点，所以无法确定该草莓呼吸作用酶的最适温度。 （4）合理灌溉的基本要求是利用最少量的水取得最好的效果，但不同的灌溉方法对植物所起的作用可能不同，如滴灌技术是通过在地下或土壤表面安装精密的管道网络，将水分输送到作物的根系附近，实现精准灌溉；喷灌技术则是利用先进的喷灌设备，将水加压喷洒至作物上空，形成细小雾状水滴，随后均匀降落到作物或土壤中，满足作物的水分需求。本实验的目的是探究种植草莓更适用以上哪一种灌溉技术，即实验的自变量为灌溉方式，因变量为草莓的生长状况，因此实验的设计思路为： 选取生长状况相同且良好的草莓若干随机均分为甲、乙组；先对它们进行干旱处理，然后每隔一段时间定量灌溉，甲组采用喷灌技术，乙组采用滴灌技术，在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，比较两组草莓的生长状况。 2．刺莓苔是一种具有观赏、食用和药用价值的植物。科研人员欲为大规模种植刺莓苔提供理论依据，探究了土壤含水量对刺莓苔总光合速率的影响，相关实验结果如图1所示（无关变量相同且适宜）。回答下列问题：    (1)水分进入刺莓苔根细胞的方式有 。 (2)除了图1所示实验，该科研人员还要在 条件下，测量各组的 ，才能达到实验的最终目的。 (3)据图1分析，刺莓苔在不同含水量的土壤中生长快慢的规律是 ；据此，给大规模种植刺莓苔的花农提一个合理的建议： 。 (4)该科研人员为了进一步研究土壤中含水量达到90%时，刺莓苔净光合速率降低与叶片色素含量的关系，实验结果如图2所示。    ①实验期间，在栽培的第5、10和15天，每组分别摘取植株的相同部位的叶片并用 （试剂）提取色素，然后利用分光光度计测定色素吸光值。 ②该实验的结论是 。 【答案】(1)自由扩散和协助扩散(或易化扩散) (2) 黑暗(且其他条件与图1所示实验相同) 呼吸速率 (3) 含水量达到70%之前，随着土壤含水量增大，生长速率逐渐加快；含水量达到70%之后，随着土壤含水量增大，生长速率逐渐减慢(答案合理即可) 栽种刺莓苔的土壤含水量应保持在70%左右 (4) 无水乙醇 含水量达到 90%会导致叶片色素含量下降，从而导致净光合速率下降 【分析】结合图示可知，本实验的自变量是土壤相对含水量，因变量是净光合速率，据此分析作答。 【详解】（1）水分进入刺莓苔根细胞的方式有自由扩散和通过水通道蛋白进出的协助扩散两种类型。 （2）本实验目的最终是探究土壤含水量对刺莓苔总光合速率的影响，而图1测得的是净光合速率，为了探究土壤含水量对刺莓苔总光合速率的影响，需在有光条件下测量净光合速率，黑暗条件下测量呼吸速率，每组的净光合速率和呼吸速率之和，即该组的总光合速率。 （3）图1的自变量是土壤含水量，因变量是净光合速率，从图1中信息可知，含水量达到70%之前，随着土壤含水量增大，净光合速率增大，生长速率逐渐加快；含水量达到 70%之 后，随着土壤含水量增大，生长速率逐渐减慢，由此，给大规模种植刺莓苔的花农提一个合理的建议是栽种刺 莓苔的土壤含水量应保持在 70%左右。 （4）光合色素易溶于有机溶剂，可用无水乙醇进行提取；依据图2实验结果可知，相同时间摘取的两组叶片中，含水量为90%的 土壤中，植株叶片的色素含量均低于对照组(含水量为70%)，说明土壤中含水量过高会导致叶片色素含量降 低，从而导致植物的净光合速率降低。 典例二：影响光合作用和呼吸作用的因素 （2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 【答案】(1) ④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸 (2) ①②④ 丙酮酸 NADH (3)氢离子电化学势能 (4)吸水膨胀（或吸水或膨胀） (5)ABD 【分析】题图分析，图中①表示细胞质基质，②表示线粒体，③表示液泡，④为叶绿体。 【详解】（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④叶绿体中；NADPH可用于CO2固定产物的还原，据图可知，OAA的还原也需要NADPH的参与，NADPH用于CO2固定产物还原的场所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal等有机酸，其中钾离子和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。 （3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的氢离子浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。 （4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。 （5）A、结合图示可知，黑暗时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A正确； B、保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B正确； C、NTT突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，光照条件下突变体ntt1保卫细胞的淀粉粒几乎无变化，不能说明该突变体不能进行光合作用，C错误； D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，D正确。 故选ABD.。 一、光合作用的核心过程 1. 能量转化路径：在光合作用进程中，能量历经复杂转变。起始阶段，光能被光合色素捕获，迅速转化为活跃的化学能，并储存于 ATP 与 NADPH 之中，此为光反应阶段的关键能量变化。随后，在暗反应环节，活跃的化学能进一步转化为稳定的化学能，牢牢存储在有机物里，完成从光能到化学能的完整转变，为植物自身以及生态系统中的其他生物提供了能量基础。 2. 物质变化详情 光反应（叶绿体类囊体薄膜）：光反应阶段，水在光能和光合色素的作用下发生光解，反应式为H2ONADPH＋O2，产生的氧气释放到外界环境，NADPH 作为强还原剂参与后续反应。同时，ADP 与 Pi 在光能驱动和酶的催化下合成 ATP，即ADP＋PiATP，为暗反应提供能量。 暗反应（叶绿体基质）：暗反应起始于二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物（C₅）在酶的催化下结合，生成两分子三碳化合物（C₃），反应式为CO2＋C52C3。随后，在 ATP 供能以及 NADPH 的还原作用下，2C3(CH2O)＋C5，三碳化合物被还原为糖类等有机物，同时五碳化合物得以再生，保障暗反应持续进行。 二、影响光合作用的关键因素 1. 温度：温度对光合作用的影响显著，主要作用于暗反应。这是由于参与暗反应的酶种类繁多且数量庞大，相比光反应更为依赖适宜的温度环境。在一定温度范围内，随着温度升高，酶活性增强，暗反应速率加快，光合作用效率提升；然而，一旦温度超出适宜范围，酶活性降低甚至失活，导致暗反应受阻，光合作用强度随之下降。 2. CO₂浓度：CO₂浓度是影响暗反应的关键因素。CO₂作为暗反应的原料，其浓度直接关系到二氧化碳固定的速率。当 CO₂浓度较低时，暗反应速率受限，光合作用强度较弱；随着 CO₂浓度增加，暗反应速率加快，光合作用强度提升，但当 CO₂浓度达到一定程度后，暗反应速率不再随 CO₂浓度增加而显著加快，此时光合作用强度趋于稳定。 3. 水分：水分对光合作用的影响主要体现在暗反应阶段。缺水时，植物为减少水分散失，气孔会关闭，这将直接阻碍 CO₂的吸收。由于 CO₂是暗反应的关键原料，其供应不足会导致暗反应速率降低，进而影响光合作用整体效率。严重缺水时，光合作用甚至可能无法正常进行。 4. 光照：光照主要影响光反应过程。光照强度、光照时间和光质都会对光合作用产生影响。光照强度增加，光反应产生的 ATP 和 NADPH 增多，为暗反应提供更充足的能量和还原剂，促进暗反应进行，提高光合作用强度；光照时间越长，植物进行光合作用的时间越久，积累的有机物也就越多；不同光质对光合作用也有差异，例如，红光和蓝紫光下光合作用效率较高，绿光下光合作用效率较低。 三、呼吸作用与光合作用的紧密联系 1. 呼吸速率测定：在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用。此时，可通过测量单位时间实验容器内 CO₂的增加量、O₂的减少量或者有机物的减少量来确定呼吸速率。这些指标直观反映了植物呼吸作用消耗氧气、产生二氧化碳以及分解有机物的速率。 2. 净光合速率测定：当植物处于光照条件下，同时进行光合作用和呼吸作用。净光合速率可通过单位时间内 CO₂的吸收量、O₂的释放量或者有机物的积累量来衡量。净光合速率体现了植物在光照下实际积累有机物的能力，是光合作用强度与呼吸作用强度相互作用的结果。 3. 总光合速率关系：总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，即总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。从物质变化角度看，光合作用有机物的制造量等于光合作用有机物的积累量加上呼吸作用有机物的消耗量；光合作用固定的 CO₂量等于从外界吸收的 CO₂量加上呼吸作用释放的 CO₂量。 1．植物在长期进化过程中，为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，其中包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）。据图回答下列问题：    (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程： 。 (2)据图甲可知，HH（高温强光）条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ；而是由于 ，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。 (3)当暴露在过量的光强下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图乙所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。随光照增强，三种叶黄素的相互转化关系为 （用a、b、c和“→”表示）。三种叶黄素中光能耗散能力最强的是 ，依据是 。 (4)在强光下，叶黄素循环被激活，让过量的光能耗散，以保护叶片等免受伤害。当叶片被遮蔽时，叶黄素循环关闭，但叶黄素循环的关闭需要几分钟。研究者设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间，从而使大豆的产量提高了20%以上，分析该方式提高产量的原因是 。 【答案】(1)光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2) 气孔开度降低，但胞间CO2浓度却升高 RuBP羧化酶活性下降 (3) a→c→b 玉米黄质（b） 12:00光照强度最大，玉米黄质含量（b）+单环氧玉米黄质（c）含量最高，单环氧玉米黄质（c）含量在一天中相对不变 (4)使得在叶片遮蔽时可以利用更多的光能，提高光合作用效率，使大豆的产量提高 【分析】1、叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。基粒与基粒之间充满了基质。在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 2、由题干信息结合图示可知，强光下LHC蛋白激酶的催化LHCⅡ与PSⅡ的分离，弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，来改变对光能的捕获强度。 【详解】（1）正常光照情况下，光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转变为糖类等有机物中稳定的化学能。 （2）研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光照强度，图中数据显示亚高温强光组与对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的。从图中可以看出，RuBP羧化酶的活性降低，该酶可以催化CO2固定，所以C3的合成速率下降。 （3）结合图示可推测，随光照增强，a含量下降，b+c含量上升，单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳，说明a转变成b，三种叶黄素的相互转化关系为a→c→b。图示结果表明，12:00光照强度最大，玉米黄质含量（b）+单环氧玉米黄质（c）含量最高，单环氧玉米黄质（c）含量在一天中相对不变，因此，三种叶黄素中光能耗散能力最强的是b。 （4） 在强光下，叶黄素循环被激活，让过量的光能耗散，以保护叶片等免受伤害，设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间，从而使得在叶片遮蔽时可以利用更多的光能，提高光合作用效率，使大豆的产量提高。 2．植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。下图为棉花植株光合产物合成及运输过程示意图。 (1)暗反应进行的场所是 。研究表明，缺磷会抑制光反应过程，原因是 。 (2)据图分析，叶绿体中的淀粉在夜间被降解的意义是 。 (3)光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。 (4)为研究棉花去棉铃后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及固定速率。结果如图2所示。 去除棉铃处理降低了 （填“库”或“源”）的大小，进而抑制棉花的光合作用，结合图1分析，机制是 。 【答案】(1) 叶绿体基质 缺磷会影响磷脂分子的合成，进而影响类囊体薄膜的结构以及ATP合成 (2)淀粉在夜间被分解成麦芽糖和葡萄糖，进而转化成可以输出的蔗糖，有利于白天更好进行光合作用，即可以避免有机物积累对光合作用的抑制 (3)蔗糖是非还原性糖、化学性状稳定 (4) 库 叶片中的蔗糖和淀粉因为输出减少而积累，导致丙糖磷酸积累，抑制暗反应过程，进而导致光合速率下降 【分析】光合作用分为光反应和暗反应。光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。经过光合作用，将无机物转变成糖类等有机物。 题图分析，图1中暗反应的产物丙糖磷酸有两条去路，在叶绿体中转化为淀粉，在细胞质基质中转化成蔗糖。这样可以减少丙糖磷酸在叶绿体中的积累，以调节渗透压；以及以非还原糖的形式将有机物运输至植物体其他部位。 【详解】（1）光合作用暗反应进行的场所是叶绿体基质，暗反应阶段包括二氧化碳的固定和C3的还原。研究表明，缺磷会抑制光反应过程，这是因为P是组成ATP和NADPH的元素，也是磷脂的组成元素，缺磷会影响磷脂分钟的合成，进而影响类囊体薄膜的结构异常，也会导致ATP和NADPH合成受阻，进而影响光反应的进行。 （2）结合图示可知，叶绿体中的淀粉在夜间被降解为麦芽糖和葡萄糖，而后转变成己糖磷酸，最后转变成蔗糖并以蔗糖的形式转运到生长旺盛的部位或以淀粉的形式储存在块茎或果实中，这一过程减少了叶绿体中淀粉的储存，进而有利于白天的光合作用进行，可以提高光合速率。 （3）结合图示可知，光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点表现在，蔗糖是非还原性糖，化学性质稳定，有利于长距离运输。 （4）为研究棉花去棉铃后对叶片光合作用的影响，实际本实验的目的是探究，库的减少对源的影响，即实验的自变量为库的不同，因变量是光合速率的变化，因此，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及 CO2 固定速率。结果如图所示，根据图示结果可知，随着去除棉铃百分率的上升，叶片干重逐渐上升，二氧化碳固定速率逐渐下降，即棉铃的减少，使得叶片中淀粉和蔗糖储存增加，而淀粉和蔗糖在叶片中储存增加抑制了二氧化碳的固定速率，进而影响了光合作用，也就是说，去除棉铃处理降低了“库”的大小，进而抑制棉花的光合作用，其抑制光合作用的机制可描述为：叶片中蔗糖和淀粉因为输出受阻进而导致在叶片中积累，导致丙糖磷酸积累，影响了暗反应的进行，因而叶片固定二氧化碳速率下降，表现为光合速率下降。 典例三：特殊代谢类型 （2022·江苏·高考真题）图1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。请都图回各下列问题： (1)图1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源于呼吸作用；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。 【答案】(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b (2)过氧化氢 (3) 光呼吸和呼吸作用 光合作用消耗的CO2等于呼吸作用和光呼吸产生的CO2之和 (4) 将乙醇酸转化为苹果酸 直接 【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[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）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。 【详解】（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]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，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素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，通过将乙醇酸转化为苹果酸降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，体现了遗传多样性的直接价值。 C4 植物、景天酸植物及光呼吸 1、C4 植物 C4 植物具有独特的叶片结构，其维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，形成 “花环型” 结构。叶肉细胞排列疏松，维管束鞘细胞则围绕在维管束周围，体积较大且含有较多较大的叶绿体，这些叶绿体没有基粒或基粒发育不良。 光合作用途径：C4 植物在光合作用过程中，首先在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）在 PEP 羧化酶的催化下，与 CO₂结合，形成草酰乙酸（C4）。草酰乙酸再被还原为苹果酸等 C4 化合物，这些 C4 化合物随后被运输到维管束鞘细胞中。在维管束鞘细胞内，C4 化合物释放出 CO₂，参与卡尔文循环（C3 途径），最终合成有机物。这种独特的 C4 途径能够在较低的 CO₂浓度下高效固定 CO₂，相比 C3 植物，C4 植物在高温、干旱、强光等环境下具有更强的光合作用能力。例如玉米、甘蔗等都属于 C4 植物，它们在热带和亚热带地区生长良好，能够充分利用当地的环境条件进行高效的光合作用，提高作物产量。 0. 景天酸植物 景天酸植物的光合作用具有特殊的代谢方式，其气孔在夜间开放，吸收 CO₂，并在 PEP 羧化酶的作用下，将 CO₂固定为草酰乙酸，进而转化为苹果酸储存在液泡中。白天，气孔关闭，液泡中的苹果酸运出，释放出 CO₂，参与卡尔文循环进行光合作用。这种代谢方式使得景天酸植物能够适应干旱环境，减少水分散失。因为在干旱条件下，白天高温时气孔关闭可避免水分过度蒸发，而夜间凉爽时气孔开放吸收 CO₂，巧妙地利用了昼夜环境差异来完成光合作用和气体交换。像仙人掌、芦荟等多肉植物都属于景天酸植物，它们在沙漠等干旱地区能够顽强生存并进行光合作用。 0. 光呼吸 光呼吸是植物在光照条件下，进行的一个吸收氧气、释放二氧化碳的过程。在光合作用过程中，当 O₂浓度较高而 CO₂浓度较低时，Rubisco（核酮糖 - 1,5 - 二磷酸羧化酶 / 加氧酶）会催化核酮糖 - 1,5 - 二磷酸（RuBP）与 O₂反应，生成磷酸乙醇酸和 3 - 磷酸甘油酸。磷酸乙醇酸经过一系列代谢反应，最终一部分碳以 CO₂的形式释放出去，这一过程消耗能量却不产生 ATP 和有机物，在一定程度上降低了光合作用的效率。例如，在炎热、干燥的环境中，植物气孔关闭，CO₂供应不足，O₂浓度相对升高，光呼吸作用会增强，对植物的生长和产量产生一定影响。 虽然光呼吸看似是一个消耗能量的 “浪费” 过程，但它在植物生理过程中也具有一定意义。一方面，光呼吸可以消耗光合作用中产生的多余能量，避免因能量过剩对植物细胞造成损伤。另一方面，光呼吸过程中产生的一些中间产物可以参与植物体内的其他代谢途径，维持细胞内的代谢平衡。 1．研究表明，金钗石斛有较强的抗干旱能力，在水分充足、环境条件适宜的情况下，主要通过卡尔文循环固定CO2.当金钗石斛面对干旱等逆境胁迫时会逐渐转变为CAM途径（景天酸代谢途径）植物。请回答下列问题： (1)适宜条件下，金钗石斛叶肉细胞中进行卡尔文循环的场所是 。该过程所固定的CO2来自于 。 (2)图1是金钗石斛响应干旱胁迫的机制，暗期气孔打开，CO2通过气孔进入细胞，此时金钗石斛 （填“能”或“不能”）将CO2转化为糖类，原因是： 。 (3)科研人员研究了金钗石斛在不同供水条件下的光合特性，结果如表1所示。在干旱胁迫时，推测 （植物激素）的含量上升，气孔导度逐渐下降，直到基本关闭。结合图1和表1分析，随干旱时间延长，胞间CO2浓度下降不明显的原因是 。 表1  上午10时测定不同供水条件下金钗石斛的光合作用指标 　 净光合速率（μmol·m2·s-1） 气孔导度（mmol·m2·s-1） 蒸腾作用（mmol·m2·s-1） 胞间CO2（mmol·mol-1） 充分供水 1.4 0.023 0.6 300.2 干旱20天 0.88 0.01 0.22 289.3 干旱40天 0.19 0.002 0.08 277.5 (4)干旱40天时，金钗石斛气孔随光暗条件发生周期性关闭和开放，对于植物适应干旱环境的意义是 。 【答案】(1) 叶绿体基质 呼吸作用产生和外界环境吸收 (2) 不能 缺少光反应产生的ATP和NADPH (3) 脱落酸 净光合速率下降，CO2的消耗减少；苹果酸分解产生CO2 (4)光期温度高，气孔关闭有利于水分的保持，暗期温度低，气孔开放有利于CO2的吸收 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）卡尔文循环，也就是光合作用中的暗反应阶段，这一过程的场所是叶绿体基质。适宜条件下，光合作用大于呼吸作用，因此卡尔文循环固定的CO2 来自于呼吸作用产生和外界环境吸收。 （2）光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，NADPH和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物，据图可知，暗期气孔打开，CO2通过气孔进入细胞，CO2在细胞质基质中与PEP结合形成OAA，然后转变形成苹果酸，储存在液泡中，由于此时是暗期，不能进行光反应，缺少光反应产生的ATP和NADPH，因此不能将CO2转化为糖类。 （3）脱落酸是一种促进气孔关闭的植物激素，在干旱胁迫时，推测脱落酸的含量上升，气孔导度逐渐下降，直到基本关闭。从表1中可以看出，随着干旱时间的延长，金钗石斛的净光合速率逐渐下降，当净光合速率下降时，意味着植物通过光合作用消耗的CO2量减少，因此胞间CO2浓度下降的速度会减缓；从图1可知，在CAM途径中，植物在夜间气孔打开时吸收CO2 ，并将其转化为苹果酸储存在液泡中。在白天，当气孔关闭以减少水分散失时，苹果酸会从液泡中释放并分解，产生CO2供光合作用使用。因此，即使气孔关闭，胞间CO2浓度也不会迅速下降，因为苹果酸的分解可以持续提供CO2 ，综上所述，随干旱时间延长，胞间CO2浓度下降不明显的原因是净光合速率下降，CO2的消耗减少；苹果酸分解产生CO2。 （4）干旱40天时，金钗石斛气孔随光暗条件发生周期性关闭和开放，对于植物适应干旱环境的意义是光期温度高，气孔关闭有利于水分的保持；暗期温度低，气孔开放有利于CO2的吸收。 2．塑料经物理、化学和生物降解作用会进一步分解成更小的碎片，即微塑料（MPs）或纳米塑料（NPs）。研究发现MPs/NPs进入细胞后会对细胞产生一系列的危害作用。如MPs/NPs可在线粒体内积聚，破坏线粒体的电子传递链，造成线粒体膜损伤（如图1）。 (1)由图可知，MPs/NPs 通过 进入细胞，随后被细胞器[A] 吸收处理，细胞器A 在细胞中的作用是 。 (2)MPs/NPs会破坏线粒体的电子传递链（如图2），这主要影响有氧呼吸第 阶段，并最终影响ATP的生成。H+从线粒体基质进入膜间隙的方式是 ，ATP合成酶是一种跨膜蛋白，该酶具有 的功能。（答2点） (3)光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损伤膜结构。光呼吸（图3中虚线所示）可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现对叶绿体的光保护。图3中过程①进行的场所是 ，叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于 、 。 (4)图3中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有 ，在光呼吸过程中，线粒体中的电子传递链的作用是 。 (5)线粒体电子传递链有细胞色素途径（CP）和交替氧化途径（AP）。CP途径有ATP的合成；AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失。为了研究不同环境条件对两条途径的影响，科研人员利用正常植株和 aoxla 突变体（AP功能缺陷）进行实验，结果如图4。 ①正常情况下，黑暗时电子传递链以 途径为主。 ②光照过强时，光保护主要依赖于 途径，从物质和能量变化的角度分析其原因是 。 ③温度与光保护机制的关系是 。 【答案】(1) 胞吞 溶酶体 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 (2) 三 主动运输 运输H+（物质）、催化（ATP的合成）、能量转化 (3) 叶绿体基质 叶绿体的类囊体薄膜 线粒体内膜 (4) C3的还原（卡尔文循环）和草酰乙酸转变为苹果酸 线粒体的电子传递链生成NAD+，从而促进甘氨酸转化为丝氨酸 (5) CP AP AP途径能量以热能的形式散失，而CP途径受细胞内ADP和Pi等的限制 温度较高时光保护机制加强，低温时光保护机制丧失（或下降） 【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[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）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）从图 1 可知，MPs/NPs通过胞吞作用进入细胞后被溶酶体吸收处理，溶酶体内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。 （2）有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，该过程会释放出大量能量，MPs/NPs破坏线粒体内膜上的电子传递链，所以会影响有氧呼吸第三阶段，减少直接能源物质 ATP的生成。NADH释放出的高能电子在传递过程中逐级释放能量，推动H+跨过线粒体内膜到达线粒体膜间隙，H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP的合成，所以H+从线粒体基质进入膜间隙的方式是主动运输，ATP合成酶具有运输H+（物质）、催化（ATP的合成）、能量转化的功能。 （3）光呼吸（图3中虚线所示）可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现对叶绿体的光保护，图中过程①是光合作用的暗反应阶段，进行的场所是叶绿体基质，叶绿体中电子传递链位于类囊体薄膜上，线粒体中电子传递链位于线粒体内膜上。 （4）由图可知，叶绿体中C3的还原（卡尔文循环）、草酰乙酸转变为苹果酸需要NADPH的参与。在光呼吸过程中，线粒体中的电子传递链的作用是线粒体的电子传递链生成NAD+，从而促进过程③甘氨酸转化为丝氨酸。 （5）①正常情况下，细胞色素途径（CP）有ATP的合成，能满足细胞对能量的需求，所以黑暗时电子传递路以CP途径为主。 ②光照过强时，光保护主要依赖于AP途径，而不是CP途径，原因是AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失，这样可以避免过剩的还原能导致自由基的产生，损伤膜结构，而CP途径受细胞内ADP和Pi等的限制。 ③温度与光保护机制的关系是温度较高时光保护机制加强，低温时光保护机制丧失（或下降），这是因为高温可以加速生物体内的化学反应速率，从而使光保护机制更加迅速地消耗过剩的还原能，保护细胞免受损伤。 1．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 【答案】(1) 矿质营养 H+、e- (2) 提高 这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物 蒸腾作用 (3) 呼吸强度 细胞代谢 (4) 叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现 红光 【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NADPH与氧气，同时合成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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）西兰花球采摘后则不能吸收空气中的CO2，所以导致水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水在光照条件下裂解产生H+、e-和O2。 （2）据图可知，三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物，所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱导气孔开放，导致蒸腾作用增强从而散失较多水分，所以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。 （3）图中，第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，氧化氢酶能将氧化氢分解为水和氧气，从而降低过氧化氢对细胞的损伤，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 （4）由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现，所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。综合分析图中结果，第4天时，红光组条件下比日光组和黑暗组，叶绿素降低的幅度低，氧化氢酶活性最高，能延缓褪色、黄化、老化等现象，所以红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 2．（2024·广西·高考真题）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题： (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是 （填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在 （填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长，其原因是 。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是 ，理由是 。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将 ，理由是 。 【答案】(1) 胞吞 叶绿体 (2)可通过摄食浮游生物获取营养物质 (3) B型 与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，积累光合产物更多，在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势 (4) 下降 升温后呼吸速率基本不变，B型光合呼吸比显著下降，所以B型共生体总光合速率下降，且藻黄虫密度变化不大，所以单个黄虫的光合速率下降 【分析】题图分析：据图可知，温度升高对A型共生体光合呼吸比影响不大，但会降低其体内虫黄藻密度；温度升高对B型体内虫黄藻密度影响变化不大，但会使其光合呼吸比下降。 【详解】（1）依题意，珊瑚细胞获取虫黄藻后，虫黄藻共生于珊瑚细胞内，说明珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是胞吞。虫黄藻是单细胞真核藻类，能利用CO2和H2O合成糖类的细胞器是叶绿体。 （2）依题意，共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物，当光合呼吸比约等于1时（此时白天净光合量与晚上呼吸量相等，一天中有机物净积累量等于零），A型共生体仍能生长（一天中有机物积累量大于零），说明A型共生体可通过摄食浮游生物获取营养物质，使共生体生长。 （3）据图可知，与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，实验中每天昼夜等长，则B型共生体一天中积累光合产物更多，故在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势。 （4）据图可知，升温后B型共生体光合呼吸比下降明显，若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，说明其白天净光合作用速率下降明显，净光合速率=光合速率-呼吸速率，可推断B型共生体总光合作用速率下降。据图可知，升温后，B型共生体的藻黄虫密度变化不大，故单个黄虫的光合速率下降。 3．（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。    (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。 (2)光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。 在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于 。 在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 (3)蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH14CO3  ⑥培养基中加入14C6H12O6 【答案】(1)细胞质基质（或细胞质） (2) 抑制剂 第10分钟之前的光反应 细胞呼吸（或呼吸作用） 暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应） (3)①③⑤ 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细胞暗反应的场所 光合作用暗反应发生在叶绿体基质； 蓝细菌没有叶绿体结构 蓝细菌可进行光合作用，又没有叶绿体结构，则暗反应发生在细胞质基质 推测ATP激活XPK的功能还是抑制XPK的功能 酶活性受Ph、温度及多种因素的影响 无光照条件下XPK被激活，说明有光条件下ATP会抑制XPK活性 无光条件下暗反应中ATP、NADPH来源 光反应产生ATP、NADPH提供给暗反应 无光条件下无法产生ATP、NADPH 无光条件下ATP的来源 呼吸作用产生ATP 无光条件下无法产生ATP 验证蓝细菌高密度培养时的光合作用机制 实验遵循对照原则和单一变量原则 实验目的是蓝细菌在高密度培养时，是否会利用呼吸作用产生的ATP。实验过程应高密度培养蓝细菌，利用持续光照，则蓝细菌在高密度培养时相互间遮挡相当于无光条件 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）蓝细菌为原核生物，图1为蓝细菌的光合作用暗反应过程，该过程的反应场所为细胞质基质。 （2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌细胞中ATP含量下降，此时XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的抑制剂。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，此时处于黑暗条件，因而推测，此时碳固定速率上升消耗的ATP来自细胞呼吸，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 （3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用上述机制进行调节，则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌、而后需要持续光照，同时需要在培养基中加入NaH14CO3 ，因此，实验中可使用野生型和Δxpk，在①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应的结论。 4．（2024·海南·高考真题）海南是我国芒果（也称杧果）的重要种植地，芒果的生长和果实储藏受诸多因素影响。回答下列问题： (1)芒果的生长依赖于光合作用：光合作用必需的酶分布在叶绿体的 和 。 (2)生产中用植物生长调节剂乙烯利浸泡采摘后的芒果，可促进果实成熟，原因是 。 (3)为延长芒果的储藏期，应减弱芒果的呼吸作用，其目的是 。从环境因素考虑；除了降低温度外，减弱芒果呼吸作用的措施还有 （答出1点即可）。 (4)芒果在冷藏期间呼吸速率会降低，有利于保鲜。但芒果对低温敏感，冷藏期间易受到冷害，导致呼吸速率持续下降，影响果实品质。为了探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，请以呼吸速率为测定指标，简要写出实验设计思路、预期结果和结论 （注：褪黑素可用蒸馏水配制成溶液）。 【答案】(1) 类囊体薄膜 基质 (2)乙烯利能释放出乙烯促进果实的成熟 (3) 减少有机物的消耗 降低氧浓度 (4)实验设计思路为：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理,乙组不做处理,两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组水果的呼吸速率 预期结果和结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用 【分析】1、乙烯主要作用是促进果实成熟，此外，还有促进老叶等器官脱落的作用。 2、细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。生活中，馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作，现代发酵工业生产青霉素、味精等产品，都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。在农业生产上，人们采取的很多措施也与调节呼吸作用的强度有关。例如，中耕松土适时排水，就是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用，以利于作物的生长；在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。 【详解】（1）光合作用包括光反应和暗反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应的场所发生在叶绿体基质，两个过程都需要酶的催化作用，因此光合作用必需的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质中 （2）乙烯利与水或含羟基化合物反应放出乙烯，乙烯能够促进果实成熟。 （3）呼吸作用会分解有机物，为延长芒果的储藏期，应减弱芒果的呼吸作用，减少有机物的消耗。影响细胞呼吸的环境因素包括温度、水、氧浓度和二氧化碳浓度等，除了降低温度减弱呼吸作用外，减弱芒果呼吸作用的措施可以通过降低氧浓度。 （4）根据题意，该实验的目的是探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，实验的自变量是冷藏前是否用褪黑素处理，因变量为呼吸速率。实验设计遵循单一变量和对照性原则，那么实验设计思路为：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理,乙组不做处理,两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组水果的呼吸速率。 预期实验结果及结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用。 5．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。    ①黄连的光饱和点约为 umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 （答2点）。 (2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括 （多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。 (3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及其作用是 。 【答案】(1) 500 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加 黄连在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制 叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大） (2)①②③⑤ (3)合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应 【分析】分析图1：光照强度小于500umol*m-2*s-1时，净光合速率随着光照强度的增强而增强，当光照强度大于500umol*m-2*s-1时，随着光照强度的增强而减弱；胞间二氧化碳浓度随着光照强度的增强先下降后缓慢上升；气孔导度随着光照强度的增强而缓慢上升。 分析图2：叶片对入射太阳辐射的主要去向为热消耗。 【详解】（1）①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度，由图1净光合速率的曲线可知当光照强大达到500umol*m-2*s-1时光合速率不再增加；光强大于1300umol*m-2*s-1后，由图1可知光合作用受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加。 ②由图1净光合速率曲线可知光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制；弱光时，可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率，所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）。 （2）为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例，由图2可看出光能的主要去向为热消耗，所以黄连提升修复能力等防御机制，具体可包括⑤增强热耗散；①叶片叶绿体避光运动：减少对光的吸收；②提高光合产物生成速率，从而提高光合速率消耗更多的光能；③自由基清除能力增强：减少对光合结构的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收不能减轻光抑制。 （3）为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应，合理密植等。 6．（2024·湖南·高考真题）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生 ；光能转化为电能，再转化为 中储存的化学能，用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量 ，从叶绿素的合成角度分析，原因是 （答出两点即可）。 (3)现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：① ；② ；③ ；④基因测序；⑤ 。 【答案】(1) O2和H+ ATP和NADPH (2) 减少 缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少 (3) 分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA（取突变体叶片，提取DNA） 根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物 利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳 和已知基因序列进行比较 【分析】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。 【详解】（1）植物光反应过程中水的光解会产生O2和H+，H+和NADP+结合产生NADPH。该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是钾参与酶活性的调节，缺钾会降低叶绿素合成相关酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成叶绿素的原料，因此最终会影响叶绿素的合成。 （3）Rubisco由两个基因编码，这两个基因及两端的DNA序列已知，因此检测其是否突变的基本思路利利用PCR技术扩增突变体的相应基因，测序后和已知序列进行比较。其具体步骤为：①分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA；②根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物；③利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳；④基因测序；⑤和已知基因序列进行比较。 7．（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ． (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。 【答案】(1) 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉； 假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉 红叶+光照 变蓝（对应假设一）或不变蓝（对应假设二） 红叶+黑暗 不变蓝 增加细胞透性，使水溶性色素渗出 充分去除脂溶性色素 (2) 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能 抑制 液泡 吸收过剩光能的 自身和下部绿叶 媒介昆虫（蜜蜂、蝴蝶等） 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 提出问题：红叶是否具有光合作用能力 光合作用可产生淀粉，可用碘液进行检测，出现蓝色，说明有淀粉产生 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检测到淀粉 qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力 当光能过强时，可能会灼伤叶绿体 储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）根据实验的问题，提出假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉； 假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉。 为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力，需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。若假设红叶不具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液不变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。整个实验步骤中，先用沸水处理叶片，增加细胞透性，使水溶性色素渗出；再将叶片转移到甲醇溶液中充分去除脂溶性色素，以免影响后续实验结果的观察。 （2）分析图甲可知，自变量为光照强度和叶片颜色，因变量为qNP值，当光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶的qNP值较小，即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。 分析图乙可知，随着光照强度的增加，绿叶的ETR值显增大，当光照强度超过800μmol·m-2·s-1时，ETR值减小，即随着光照强度增加，绿叶光合速率先增大后减小，推出光照强度超过一定范围时，绿叶的光合作用反而被抑制。而根据图示可知，在光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶并未出现光合作用被抑制的情况。 红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低，结合图丙可知，储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤。 大量研究表明，花青素具有缓解叶片中光氧化损伤的潜力，主要通过屏蔽叶绿体过多的高能量量子和清除活性氧物质。综合上述研究结果可知，在强光环境下，大面积的红叶细胞中富含花青素，能有效保护自身和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引昆虫（蜜蜂、蝴蝶等），为其完成传粉工作。 8．（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。 (1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。 (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；② 。 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。 ③预期结果： 。 【答案】(1) 无水乙醇 防止研磨中色素被破坏 (2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成 (3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求， (4)与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零）。 (5) 脱落酸 弱光及其他条件适宜且相同 气孔开度或气孔大小 预期结果：B组气孔开度小于A组。CD组气孔开度基本相同，且大于AB组 【分析】影响植物光合作用的因素有光合色素的含量、光照、水等。细胞分裂素能够促进叶绿素的合成。 【详解】（1）叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。 （2）叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。 （3）在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。 （4）由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零），说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。 （5）纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发， 脱落酸具有抑制种子萌发的作用，据此可推知：X最可能是脱落酸。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知：该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是气孔开度或气孔大小，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在弱光及其他条件适宜且相同的条件下培养培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔开度或气孔大小，取其平均值。 ③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量，所以预期的结果是：B组气孔开度小于A组。CD组气孔开度基本相同，且大于AB组。 9．（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：① ；② 。 【答案】(1) ATP 和 NADPH 核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等 (2) 减法原理 加法原理 (3) 增大 与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用 与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 3-磷酸甘油酸在暗反应中的变化 C3在光反应产生ATP、NADPH及酶的作用下，被还原成C5及糖类等产物 3-磷酸甘油酸被还原，且该反应发生在叶绿体基质中，故为暗反中的C3的还原反应 自变量设遵循的方法 自变量设置方法包括加法原理和减法原理 KO组敲除了OsNAC，OE组OsNAC 过量表达 OsNAC过量表达对净光合速率影响及原因 净光合作用速率等于总光合速率与呼吸速率的差值。光合色素量影响光合作用速率，光合产物及时从叶片输出，可促进叶片光合作用 与其它组比，OsNAC过量表达组的光合色素含量大，蔗糖转运蛋白表达量大，旗叶中蔗糖含量低，单株产量高 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸（C5）和淀粉等。 （2）与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC 敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE 为 OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。 （3）题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT 组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT 组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 10．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是 ，其原因是 。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：       实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为 μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。 【答案】(1)呼吸作用消耗 (2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 (3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 (4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 (5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 【分析】图a分析，一定范围内光照强度增大，三种植物的光合速率加快，光照强度超过一定范围，三种植物的光合速率均减小。图b分析，金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。 【详解】（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。 （2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。 （3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。 （4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。 验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。 （5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 11．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 【答案】(1) 蓝光 类囊体薄膜 C5 糖类 紫外光 (2) 无水乙醇 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的产物有O2、ATP和NADPH。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段， CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。 【详解】（1）叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊 体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C3，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C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 （2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。 （3）据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 12．（2024·山东·高考真题）从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点 （填“高”或“低”），理由是 。 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。 【答案】(1) ATP、NADPH 突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，且叶绿素降解少 (2) 高 突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高 (3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：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的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型，可能是突变型细胞分裂素合成增加，使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿素的合成，叶绿素降解少，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。 （2）据表可知，突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高，在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高。 （3）据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活性更高，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体内蔗糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少。 13．（2024·全国甲卷·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。    (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 【答案】(1) 不相等 温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 (4)光合速率和呼吸速率差值 【分析】影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度、酶的活性和数量、光合色素含量等。 【详解】（1）在自然条件下，该植物叶片在温度a和c时的净光合速率相等，但由于黑暗时呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 （2）在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。 （3）温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。 （4）为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 14．（2024·湖北·高考真题）气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理（图1）。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型（wt）、ht1基因功能缺失突变体（h）、rhc1基因功能缺失突变体（r）和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体（h/r），进行了相关实验，结果如图2所示。 回答下列问题： (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞 （填“吸水”或“失水”），引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率 （填“增大”或“不变”或“减小”）。 (2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物 （填“促进”或“抑制”）气孔关闭。 (3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是 。 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是 （填“ht1”或“rhc1”）。 【答案】(1) 失水 减小 (2)抑制 (3)干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存 (4)rhc1 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 气孔关闭对光合作用速率 光合作用的影响因素 气孔关闭导致二氧化碳吸收减少，暗反应减弱光合作用减弱 干旱环境中脱落酸含量上升对植物的积极意义 脱落酸的作用 脱落酸是植物激素，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落，干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存。 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的渗透压降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后，CO2吸收减少，光合速率减小。 （2） r组为rhc1基因功能缺失，不能正常表达rhc1基因产物，其在高CO2浓度下，气孔开放程度更高，说明无rhc1基因产物有利气孔开放，rhc1基因产物抑制气孔开放。（或者看对照组wt，其能表达rhc1基因产物，在高CO2浓度下，气孔开放程度更低，说明rhc1基因产物会抑制气孔开放）。 （3）脱落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存。 （4）根据图1可知，蛋白甲、乙作用的上下游关系为蛋白甲在上游、蛋白乙在下游，即缺失蛋白甲，蛋白乙仍然能够发挥调控作用，而若缺失蛋白乙，则蛋白甲即使存在也不能发挥调控作用，因蛋白甲必须通过蛋白乙发挥作用。根据图2，h组、h/r组气孔开度相同，可知在缺失h的前提下，r存在与否都不影响气孔开度，即r不能单独发挥调控作用，必须通过h进行调控，即r在h上游；r组、h/r组气孔开度不同，可知在缺失r的前提下，h仍然能够发挥调控作用，h在r下游。综上，蛋白甲、乙关系为甲→乙，h和r关系为r→h，可知甲对应r，即蛋白甲由rhc1编码。 15．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和 （填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据 （填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。 【答案】(1)CO2的固定 (2) 细胞质基质 线粒体基质 (3) 光呼吸 呼吸作用 净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10时，随着光照强度的增加，与WT相比，株系1、株系2因转基因，增强了总光合速率，降低了光呼吸强度 不能 总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，在图3中，能看到净光合速率和呼吸作用速率，但无法得知光呼吸速率 (4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 反应过程的判断 光合作用暗反应包括二氧化碳固定和C3还原过程 反应①中五碳化合物与二氧化碳反应生成三碳化合物 有氧呼吸过程产生NADH的场所 有氧呼吸第一、二阶段产生NADH，分别发生在细胞质基质和线粒体基质 有氧呼吸以葡萄糖为底物，葡萄糖氧化分解产生NADH 判断植物光合作用中二氧化碳来源 植物叶片有气孔，叶片可通过气孔与外界交换气体；细胞呼吸也可产生二氧化碳 光呼吸可产生二氧化碳，细胞呼吸也产生二氧化碳，及从外界吸收 株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异的原因 净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率 株系1和2是转基因植物，且改变的是光呼吸的相关基因； 计算出株系1的总光合速率 总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率 光呼吸也提供二氧化碳，故总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率+光呼吸速率。图3中提供了呼吸速率、净光合速率，但未提供光呼吸速率。 转基因株系1产量具优势的依据 植物的产量以净光合量来衡量 株系1净光合作用速率大 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 （2）有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 （3）由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10时，随着光照强度的增加，与WT相比，株系1、株系2因转基因，增强了总光合速率，降低了光呼吸强度。总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，随着CO2浓度增加，光合速率增加，光呼吸速率减弱，图3中有净光合速率，该参数已知。当CO2浓度为0时，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，此时净光合速率是个负值，取正后相当于呼吸速率，图3曲线虽然没有与纵轴相交，但稍微延长即可见其与纵轴将交于-10的点，因此呼吸速率也可以大致确定。但公式中的最后一项参数光呼吸速率随CO2的变化完全未知，导致总光合速率无法计算。 （4）由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 1．（2025·山西吕梁·一模）我国有4000多年的柑橘栽培历史。研究证实红光和乙烯利会影响柑橘果实中类胡萝卜素的含量，进而影响柑橘的品质。现对柑橘果实做如下四种处理，测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图所示。回答下列问题： (1)采摘后的柑橘果实在贮藏过程中果皮颜色由绿色转变为黄色，可能是由于细胞中的类胡萝卜素和叶绿素的比值 （填“上升”或“下降”）导致的。 (2)选取若干长势相同的柑橘植株，分别采摘一定比例的果实，几天后测得各组叶片CO2固定的速率均下降，原因是 。 (3)据图可知，随着处理天数增加，红光、乙烯利均能提高类胡萝卜素的相对含量，且根据红光和乙烯利共同作用的结果可进一步得出结论：红光和乙烯利共同作用的效果 （填“大于”或“小于”或“等于”）两者单独使用的效果。 (4)科学家研究红光提高柑橘果实中类胡萝卜素相对含量的原因，提出如下两种假说。 假说1：红光直接调控类胡萝卜素合成相关基因的表达； 假说2：红光 ，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达。 为验证上述假说，以野生型柑橘、乙烯合成缺陷型柑橘为材料设计实验如下，完善表格并写出支持假说2的预期结果。 分组 柑橘类型 处理 观测指标 处理前测 处理后测 甲 ① 红光处理 类胡萝卜素相对含量 乙 乙烯合成缺陷型 ② 与甲组相比，实验组乙设置采用了自变量控制中的 （填科学方法）。支持假说2的预期结果：红光处理后，甲组类胡萝卜素相对含量 （填“提高”“降低”或“基本不变”），乙组类胡萝卜素相对含量 （填“提高”“降低”或“基本不变”）。 【答案】(1)上升 (2)摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累（必须提到叶肉细胞中有机物积累），从而抑制光合作用的进行（或光合作用速率下降），导致CO2的固定速率下降 (3)大于 (4) 促进乙烯的合成 野生型 红光处理 减法原理 提高 基本不变 【分析】光合色素的种类：包括叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素包括叶绿素a（蓝绿色） 和叶绿素b （黄绿色），主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光。 【详解】（1）光合色素包含叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素包括叶绿素a （蓝绿色） 和叶绿素b （黄绿色），类胡萝卜素包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），柑橘果实在储藏过程中果皮颜色由绿色转变为黄色，可能是由细胞中的的类胡萝卜素和叶绿素的上升造成的。 （2）分析题意可知，摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累，从而抑制光合作用的进行（或光合作用速率下降），导致CO2的固定速率下降，因此采摘一定比例的果实后各组叶片CO2固定的速率下降。 （3）红光和乙烯利共同作用，类胡萝卜素的相对含量大于红光、乙烯利单独使用的类胡萝卜素的相对含量，这说明红光和乙烯利共同作用的效果大于两者单独使用的效果，即红光和乙烯利在提高类胡萝卜素的含量上具有协同作用。 （4）由（3）可知，红光和乙烯利共同作用的效果大于两者单独使用的效果，即可以提出假说，红光促进乙烯的合成，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达。为验证该假设，该实验的自变量为柑橘类型，因变量为类胡萝卜素相对含量，其他为无关变量，应保持相同且适宜。甲为对照组，柑橘类型为野生型，乙为实验组，采用减法原理，柑橘类型为乙烯合成缺陷型，甲乙都用红光处理，观察处理前后类胡萝卜素相对含量。如果假说2成立，即红光促进乙烯的合成，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达，则红光处理后，甲组类胡萝卜素相对含量提高，乙组类胡萝卜素相对含量几乎不变。 2．（2025·河南·模拟预测）为修复某重营养化池塘，环境检测部门以沉水植物金鱼藻为实验材料，研究在较高营养（N：P=10：1和N：P=30：1）条件下，金鱼藻对水体中N、P的去除作用及金鱼藻的生长和生理变化与营养负荷的关系，实验过程及部分结果如图所示。回答下列问题： (1)池塘重度富营养化后，使用沉水植物可维持其清水状态，从生物的角度分析，其理由是 （答出1点即可）。 (2)据图可知，该实验测量的指标有 （答出2点即可）；据图2和图3推测，池塘修复对金鱼藻的影响是 。 (3)研究者认为，金鱼藻对池塘的修复会影响其水生生物群落的多样性，其理由是 。 (4)上述实验还存在其他测量指标，实验分组设置也不全面，请你设计实验进行完善，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 从该池塘中获取① 、沉积物等材料； 实验试剂 曝晒过24h的自来水，用KH2PO4和（NH4）2SO4分别配制成② 的人工污水； 实验器材 取相同大小的玻璃缸分成四组，并对其进行如下处理③ ； 补充测量指标 实验过程中：④ （答出1点即可），实验结束后：⑤ （答出1点即可）。 【答案】(1)分泌化学物质抑制浮游植物的生长；争夺阳光和无机盐的能力强抑制浮游植物的生长 (2) 金鱼藻的含磷量及其净光合速率和呼吸速率 提高金鱼藻的含磷量促进其光合作用抑制其呼吸作用 (3)金鱼藻种群可吸附水体中的悬浮物提高水下的光照强度为其他生物提供食物和栖息场所 (4) 金鱼藻 低浓度、中浓度和高浓度 底部放置等量的沉积物并用黑塑料布包裹玻璃缸外壁盖上盖子防止水分蒸发但要保留缝隙 定时检测水体中的PH值、总磷含量、总氮含量、溶解氧变化等指标 测量金鱼藻的生物量和附着藻类植物的生物量 【分析】1、群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。 2、绿色植物能和附着藻能进行光合作用合成有机物，属于生态系统的生产者。 【详解】（1）沉水植物可通过如下方式来维持池塘的清水状态：控制沉积物的再悬浮、减少内源污染、吸收和利用水体的N和P、分泌化学物质控制浮游植物的生长繁殖其中属于生物角度的是分泌化学物质抑制浮游植物的生长；争夺阳光和无机盐抑制浮游植物的生长。 （2）由图可知该实验测量的指标是金鱼藻的含磷量及其净光合速率和呼吸速率。据图2和图3推测池塘修复对金鱼藻的影响是提高金鱼藻的含磷量促进其光合作用抑制其呼吸作用。 （3）金鱼藻对池塘的修复会影响其水生生物群落的多样性其理由是金鱼藻可吸附水体中生物性和非生物性的悬浮物提高水下光照强度为其他生物提供食物和栖息场所。 （4）该实验已经测量了金鱼藻的含磷量及其净光合速率和呼吸速率等指标还需测量如下的指标：胁迫期间水体中的pH值、总磷含量、总氮含量、溶解氧变化等实验结束后测量金鱼藻的生物量和附着藻类植物的生物量。该实验的材料是取自该池塘的金鱼藻和沉积物实验试剂是用曝晒过24h的自来水再添加KH2PO4和（NH4）2SO4分别配制成低浓度、中浓度和高浓度（或N：P为10：1、20：1、30：1）的人工污水实验材料和水体需放入相同的玻璃缸中该玻璃缸的底部放置等量的沉积物并用黑塑料布包裹玻璃缸外壁（防止太阳光对沉积物的直接照射）盖上盖子防止水分蒸发但要保留缝隙通气。对金鱼藻进行驯化30d后分成pH组：对照组（CK）、低浓度组（LG）、中浓度组和高浓度组（HG）进行胁迫处理定时测量水体中的pH值、总磷含量、总氮含量、溶解氧变化等指标并在实验前后不仅要测量金鱼藻的含磷量及其净光合速率和呼吸速率还要测量金鱼藻的生物量和附着藻类植物的生物量。 3．（2025·陕西商洛·二模）补光常被运用于温室种植、室内园艺等。研究人员研究了不同补光措施对冬季大棚番茄光合作用的影响，结果如图1、2所示。实验中，不同补光措施如下：CK组不补光；T1组选择高压钠灯，红蓝光比为8.5：1；T2组选择LED灯，红蓝光比为4.9：1；T3组选择LED灯，红蓝光比为3：1。已知高压钠灯的耗能明显高于其他两种LED灯的。回答下列问题： (1)持续的阴天、雨天或冬季等情况会导致某一地区日照时间减少，在大棚中种植的作物可以通过补光来提高产量。补光时通常选择蓝紫光、红光，而不使用绿光，原因是 。 (2)在冬季光照不足的条件下，为了提高大棚番茄的光合速率，据图1分析，适合的补光措施是 。 (3)可溶性糖含量与番茄的品质有关。据图2分析， （填“提高”或“降低”）蓝光的比例有利于提高番茄的品质，判断依据是 。 (4)在农业生产中，人们很少会使用高压钠灯的光源来进行补光，从生产效益的角度分析，原因是 。 【答案】(1)光合色素主要吸收蓝紫光、红光，对绿光吸收较少 (2)选择LED灯，红蓝光比为4.9：1（或选择T2组补光措施） (3) 降低 从T1组到T3组，随着红蓝光比例的降低，可溶性糖含量逐渐降低 (4)高压钠灯耗能高，产量未提高，经济效益低 【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH，光反应的产物是ATP、NADPH、O2。 2、植物叶绿体色素主要吸收蓝紫光和红光。 【详解】（1）光合色素主要吸收蓝紫光、红光，对绿光吸收较少，所以在大棚中种植的作物可以通过补光来提高产量。补光时通常选择蓝紫光、红光，而不使用绿光。 （2）T2组的净光合速率最高，因此适合的补光措施是选择LED灯，红蓝光比为4.9：1。 （3）从T1组到T3组，随着红蓝光比例的降低，可溶性糖含量逐渐降低，因此提高红光的比例，降低蓝光的比例，有利于提高番茄中的可溶性糖含量，从而提高番茄品质。 （4）高压钠灯耗能高，产量未提高，经济效益低，因此在农业生产中，人们很少会使用高压钠灯的光源来进行补光。 4．（2025·四川成都·三模）莴苣的生长发育受多种因素的调控。莴苣种子需要在有光的条件下才能萌发，种植前需要浸泡清水30分钟，捞出放在湿纸巾上阴凉处见光催芽。出苗后移栽，研究发现不同光质配比对莴苣幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对莴苣幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光:蓝紫光=1:2）、B组（红光:蓝紫光=3:2）、C组（红光:蓝紫光=2:1），每组光照输出的功率相同。回答下列问题： (1)光合作用的光反应阶段，氮元素主要用于 等物质的合成（写出2种物质），叶绿体中色素具有的功能是 。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，从光质的角度分析原因是 。 (3)研究发现随着光照时间的增加，莴苣种子内的赤霉素的含量有所增加，推测可能原因是 （一种色素蛋白复合体）可以接受光信号，在细胞内经过一系列信号转导过程，促进赤霉素相关基因的表达进而促进种子萌发。 (4)红光促进种子萌发的机制有一种假说是红光能提高种子对赤霉素的敏感性。研究小组将某赤霉素不敏感型植株分为甲、乙、丙三组，其中甲组红光照射、乙组黑暗处理、丙组黑暗处理并施用适宜浓度的赤霉素，若实验结果为 ，则能证明该假说正确。 【答案】(1) NADPH、ATP （捕获）吸收、传递和转化光能 (2)与CK组（白光）相比，A、B、C组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在光强一定时A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，植物干重更高 (3)光敏色素（或接受蓝光的受体） (4)甲组种子的萌发率明显大于乙、丙组 【分析】光合作用根据是否需要光能，可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有关才能进行，是在类囊体薄膜上进行；暗反应阶段是第二个阶段的化学反应，不直接依赖光，是在叶绿体的基质中进行的。 【详解】（1）N是叶绿素、酶以及ATP等重要组成元素，氮元素可用于叶绿素、NADPH、光合作用有关的酶、ATP等物质的合成，进而促进光合作用。在光合作用的光反应阶段，叶绿体中的色素具有吸收、传递和转化光能的作用。 （2）依据图乙可知，A、B、C组的干重之所以比CK组高，与实验过程中的自变量，即所采用的光质及光质的比例有光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，A、B、C组使用的就是红光和蓝紫光，在光照强度一定时A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，植物干重更高。 （3）随着光照时间的增加，莴苣种子内的赤霉素的含量有所增加，推测可能原因是光敏色素可以接受光信号，在细胞内经过一系列信号转导过程，促进赤霉素相关基因的表达进而促进种子萌发。 （4）实验的目的是探究红光能提高种子对赤霉素的敏感性，若红光能提高种子对赤霉素的敏感性，则：研究小组将某赤霉素不敏感型植株分为甲、乙、丙三组，其中甲组红光照射、乙组黑暗处理、丙组黑暗处理并施用适宜浓度的赤霉素，若实验结果为甲组种子的萌发率大于乙、丙组，而丙组种子的萌发率和乙组相等。 5．（2025·四川南充·二模）高等植物的有氧呼吸存在细胞色素呼吸途径和交替呼吸途径两种，部分过程如图1所示。交替氧化酶（AOX）作为交替呼吸途径的关键酶，其基因表达水平会影响细胞活性氧（ROS）的含量，进而影响光合作用。请回答下列问题：    (1)细胞色素呼吸途径中，NADH释放的电子经过一系列复合体最终传递给氧生成水，该过程发生在 （填具体场所）；同时将H+泵到膜外侧，使得膜外侧H+浓度高于膜内侧，H⁺又通过ATP合成酶上的特殊通道回流到膜内侧，同时驱动ATP的合成，这一过程体现了蛋白质具有 功能。 (2)与细胞色素呼吸途径相比，交替呼吸途径合成的ATP （填“多”或“少”），原因是 。 (3)为研究交替呼吸途径的存在对植物抗冻的影响，研究人员用拟南芥野生型和突变体（A和B为AOX基因过量表达突变体，C为AOX基因缺失突变体）做了相关实验，结果如图2。实验表明，交替呼吸途径能提高拟南芥植株抗低温胁迫能力，保护其光合作用正常运行，判断的依据是 。    (4)研究人员继续测定了上述植株叶片中的ROS含量，结果如图3。请在图3中补充低温处理下突变体C叶片中的ROS含量 。    【答案】(1) 线粒体内膜 催化和运输 (2) 少 与细胞色素呼吸途径相比，交替呼吸途径泵入线粒体膜间隙的H+少，膜两侧的H+浓度差降低，通过ATP合成酶回流的H+减少，进而导致生成的ATP减少 (3)低温处理后，突变体A和B的光合速率比野生型高，而突变体C的光合速率比野生型低 (4)   【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP； 2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。 【详解】（1）在有氧呼吸过程中，NADH释放的电子经过一系列复合体最终传递给氧生成水，这是有氧呼吸第三阶段的反应，该过程发生在线粒体内膜；H+通过ATP合成酶上的特殊通道回流到膜内侧，同时驱动ATP的合成，一方面ATP合成酶作为通道让H+通过，体现了蛋白质的运输功能；另一方面催化了ATP的合成，体现了蛋白质的催化功能。所以这一过程体现了蛋白质具有运输和催化功能； （2）与细胞色素呼吸途径相比，交替呼吸途径合成的ATP少。因为在交替呼吸途径中，交替呼吸途径泵入线粒体膜间隙的H+少，膜两侧的H+浓度差降低，通过ATP合成酶回流的H+减少，进而导致生成的ATP减少； （3）从图2可以看出，在低温处理后，AOX基因过量表达突变体（A和B）的叶片光合速率明显高于野生型，而AOX基因缺失突变体（C）的叶片光合速率明显低于野生型。说明当交替氧化酶（AOX）基因表达水平高时（即交替呼吸途径较强时），植物的光合速率较高，能在低温胁迫下更好地维持光合作用正常运行，所以交替呼吸途径能提高拟南芥植株抗低温胁迫能力，保护其光合作用正常运行。 （4）根据前面的研究结论，交替呼吸途径能提高拟南芥植株抗低温胁迫能力。而 AOX 基因缺失突变体 C 缺乏交替呼吸途径，其抗低温能力较差。从图 3 已有的信息来看，正常处理时，野生型 ROS 含量较低，突变体 A 和 B（AOX 基因过量表达）ROS 含量也相对较低，说明交替呼吸途径可能有助于降低 ROS 含量。那么在低温处理下，由于突变体 C 没有交替呼吸途径，其叶片中的 ROS 含量应该是最高的，所以在图 3 中，低温处理下突变体 C 叶片中的 ROS 含量的柱形图应高于其他组（野生型、突变体 A、突变体 B），因此低温处理下突变体C叶片中的ROS含量图为：  。 6．（2025·河北·一模）随着CO₂排放量的上升，大气CO₂的浓度过高，导致海水升温酸化。为了探究这一变化对三角褐指藻生命活动的影响，研究人员将藻种放入恒温光照箱中培养，检测三角褐指藻在不同条件下的光合速率和呼吸速率，结果如图，其中HC代表高CO₂浓度 、LC代表低CO₂浓度。回答下列问题： (1)相同温度条件下，HC比LC下三角褐指藻光合速率高的原因可能是 。与LC相比，HC条件下NADPH的含量 (填“上升”“下降”或“不变”)。 (2)据图1可知，与正常条件下(20 ℃、LC)相比，海水升温酸化后三角褐指藻的光合速率 (填“上升”“下降”或“不变”)，说明 (填“高温”或“酸化”)对植物光合作用的影响较大。 (3)需要在 条件下测定呼吸速率。图3表示呼吸速率与光合速率的比值，由图可知， 相同温度下，高浓度CO₂条件下的比值均 (填“大于”“小于”或“等于”)低浓度CO₂条件下的比值；培养温度升高，该比值下降。 (4)本研究的自变量为 。结合本实验的结果，请设计实验探究温度升高对三角褐指藻色素含量的影响(写出实验思路即可)。 【答案】(1) CO₂供应充足，暗反应速率上升 下降 (2) 下降 高温 (3) 遮光(或黑暗) 大于 (4) CO₂浓度和温度 分别提取20℃和24℃条件下的三角褐指藻色素，除温度外的其他条件相同且适宜，比较各种色素的含量 【分析】影响光合作用强度的限制因素有：温度、光照强度、二氧化碳浓度、水、土壤中矿质元素含量。 【详解】（1）相同温度条件下，与LC条件下相比，HC条件下CO₂供应充足，暗反应速率上升，则光合速率升高，此时消耗的NADPH 增加，但是NADPH的生成速率基本不变，所以NADPH的含量下降。 （2）据图1可知，与正常条件下(21℃、LC) 相比，只酸化会提高光合速率，而只升温会降低光合速率，而高温HC组的光合速率小于低温LC组，故与正常条件下相比，海水升温酸化后三角褐指藻光合速率下降，说明高温对植物光合作用的影响较大。 （3）需要在遮光(或黑暗)条件下测定植物的呼吸速率，图3表示呼吸速率与光合速率的比值，由图可知，相同温度下，高浓度CO₂条件下的比值均大于低浓度CO₂条件下的；随着培养温度的升高，比值下降。 （4）本实验中人为改变的量是CO₂浓度和温度，所以自变量是CO₂浓度和温度。为了探究温度升高对三角褐指藻色素含量的影响，分别提取20℃和24℃条件下的三角褐指藻色素，除温度外的其他条件相同且适宜，比较各种色素的含量。 7．（2025·安徽滁州·一模）随着信息技术的飞速发展，农业生产方式正逐渐向智能化、精准化转变。农田生态系统的结构和功能对农业生产的可持续性具有重要影响。基于此，为揭示小麦-玉米轮作对农田生态系统结构和功能的影响，科研人员开展了具体实验，深入分析轮作模式对土壤结构与肥力、农田生物多样性、农田生态系统稳定性及农作物产量和质量的具体影响及影响机制，结果如表所示。 表1  小麦-玉米轮作对土壤结构和肥力的影响 指标 轮作组 对照组（单一种植） 增幅 土壤有机质 3.2% 2.4% +33.3% 全氮 0.19% 0.14% +35.7% 有效磷/（mg·kg-1） 28.4 20.7 +37.2% 土壤团聚体稳定性 74.3 61.8 +20.2% 土壤孔隙度 48.6% 42.1% +15.4% 昆虫多样性指数 2.8 1.9 +47.4% 微生物多样性指数 3.6 2.7 +33.3% 表2  小麦-玉米轮作对农作物产量和质量的影响 指标 轮作组 对照组（单一种植） 增幅/改善程度 667m2小麦产量/kg 450 392 +14.8% 667m2玉米产量/kg 650 580 +12.1% 小麦蛋白质含量 13.2% 12.1% +9.1% 玉米蛋白质含量 8.6% 7.8% +10.3% 小麦其他营养成分 高 低 提高 玉米其他营养成分 高 低 提高 回答下列问题。 (1)从生态系统组成成分分析，土壤中的微生物主要属于 ，其作用是 。 (2)农田中利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度属于 （填“化学防治”或“生物防治”）。信息传递在农业生产中的应用主要有两个方面：一是提高农畜产品的产量；二是 。 (3)土壤孔隙度的增加有利于提高农作物产量，试分析其原因是 。 (4)结合表1和表2，分析小麦-玉米轮作模式下农作物产量提高的两点原因： 。 【答案】(1) 分解者 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 (2) 生物防治 对有害动物进行控制 (3)土壤孔隙度的提高不仅增强了土壤的保水能力，还为土壤微生物提供了更大的生存空间，进一步促进了土壤生物多样性的提高（答案合理即可） (4)小麦-玉米轮作模式能显著改善土壤结构，增强土壤肥力，为农作物的生长提供了良好的土壤环境（答案合理即可）；有利于增加农田生物多样性，提高生态系统稳定性（答案合理即可） 【分析】一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分，而生物部分由生产者（植物）、消费者（动物）和分解者（腐生细菌、真菌）组成。 【详解】（1）从生态系统组成成分分析，土壤中的微生物主要属于分解者，分解者是生态系统中不可缺少的成分，其可以将动、植物遗体中、动物粪便中的有机物分解成无机盐进入到无机环境中，进而实现物质循环过程。 （2）农田中利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度属于“生物防治”，因为该措施是通过种间关系实现的。信息传递在农业生产中的应用主要有两个方面：一是提高农畜产品的产量；二是对有害动物进行控制，因此合理运用生态系统中的信息传递有利于农业生产，同时也可避免对环境造成污染。　 （3）土壤孔隙度的增加有利于提高农作物产量，这是因为土壤孔隙度的提高不仅增强了土壤的保水能力，还为土壤微生物提供了更大的生存空间，进一步促进了土壤生物多样性的提高，同时土壤孔隙度的增加有利于土壤中氧气含量的增加，进而促进微生物的活动，促进土壤中有机物的分解，进而可为农作物的生长提供更多的无机物。 （4）表1和表2数据显示，小麦-玉米轮作模式下土壤中的相关数据均有所增加，如小麦-玉米轮作模式能显著改善土壤结构，增强土壤肥力，进而为农作物的生长提供了良好的土壤环境，有利于提高农作物的光合作用强度，进而提高产量；另外土壤结构的改变也有利于增加农田生物多样性，提高生态系统稳定性，进而提高农作物产量。 8．（2025·河北石家庄·模拟预测）光呼吸是绿色植物在光照条件下，吸收O2和释放CO2的过程。在水分亏缺及高光照条件下，叶片气孔关闭，光呼吸产生的CO2能被再固定，可保护光合作用的反应中心，以免被强光破坏。叶肉细胞中的部分反应过程如图，Rubisco是①③过程需要的酶；甲、乙是参与②过程的两种物质，乙是还原剂。回答下列问题： (1)物质甲为 ，Rubisco催化CO2与核酮糖-1，5-二磷酸反应生成3-磷酸甘油酸的过程称为 。依照图中信息，光呼吸可为光合作用提供 。 (2)持续强光照时突然停止光照，CO2释放量的变化趋势为 。绿色植物的光呼吸会耗损光合作用部分新形成的有机物。据图分析，可能原因是 （答2点即可）。 (3)人为增加环境中的CO2浓度可提高农作物产量，机理是 （答1点即可）。 【答案】(1) ATP 二氧化碳固定 二氧化碳和3-磷酸甘油酸 (2) 先增加后减少 核酮糖-1，5-二磷酸参与光呼吸，用于暗反应中CO2固定的量减少；光呼吸过程中产生的2-磷酸乙醇酸进入线粒体被分解，使得光合作用合成的有机物被分解 (3)二氧化碳和氧气竞争核酮糖-1，5-二磷酸，增加二氧化碳浓度，二氧化碳的竞争能力增强，会有更多的核酮糖-1，5-二磷酸用于光合作用合成有机物 【分析】植物的光合作用原理：叶绿体利用光能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气，同时把光能转变成化学能储存在制造的有机物里，光合作用又分为光反应和暗反应，光反应的物质变化有水的光解和ATP的合成，暗反应的物质变化为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，影响光合作用的环境因素有温度、二氧化碳浓度及光照强度。根据题干信息分析可知，光呼吸是细胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成CO2，借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成的消耗能量的反应。 【详解】（1）过程①为二氧化碳的固定，过程②为三碳酸分子的还原，该过程需要光反应提供ATP和NADPH，已知乙是还原剂，说明乙是NADPH，则物质甲是ATP。Rubisco催化CO2与核酮糖-1，5-二磷酸反应生成3-磷酸甘油酸的过程称为二氧化碳的固定。图示中光呼吸会产生3-磷酸甘油酸和二氧化碳，这两种物种都可以用于光合作用，因此依照图中信息，光呼吸可为光合作用提供3-磷酸甘油酸和二氧化碳。 （2）持续强光照时突然停止光照，光合作用被抑制，此时氧气浓度又很高，光呼吸速率加快，光呼吸产生二氧化碳，因此二氧化碳释放量会增大，随着氧气的消耗，二氧化碳的产生，光呼吸逐渐变慢，二氧化碳释放量开始变小，因此CO2释放量的变化趋势为先增大后变小。结合图示分析，绿色植物的光呼吸会耗损光合作用部分新形成的有机物，原因是核酮糖-1，5-二磷酸参与光呼吸，用于暗反应中CO2固定的量减少；光呼吸过程中产生的2-磷酸乙醇酸进入线粒体被分解，使得光合作用合成的有机物被分解。 （3）根据上述信息分析，人为增加环境中的CO2浓度可提高农作物产量，机理是二氧化碳和氧气竞争核酮糖-1，5-二磷酸，增加二氧化碳浓度，二氧化碳的竞争能力增强，会有更多的核酮糖-1，5-二磷酸用于光合作用合成有机物。 9．（2025·广东汕头·一模）水资源短缺限制水稻的生长发育，严重影响水稻的产量。具有特定结构的保卫细胞参与水稻气孔的构成。红光能促进水稻气孔的开放，为研究其机理，研究者利用野生型(WT)和OsPIL15基因敲除的水稻m，设计并开展相关实验，部分结果如图，其中气孔导度表示气孔张开的程度，OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。 回答下列问题： (1)保卫细胞的叶绿体中 (填色素名称)对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞光合作用制造的糖类较多，细胞吸水膨胀使得气孔打开。 (2)从光调节植物生长发育的机制看，红光促进气孔开放的机制是：①为光合作用提供更多能量；②作为 影响OsPIL15蛋白的含量。实验一的结果表明，红光促进气孔开放的主要机制不是①，理由是 。 (3)OsPIL15蛋白是如何对气孔开闭进行调控？研究者作出假设并进一步探究。 ①假设一：OsPIL15蛋白通过影响 ，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。 ①假设二：OsPIL15蛋白 (填“促进”或“抑制”)OsAB15基因的表达，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三。若想进一步验证该结论，可选用 水稻，检测其气孔导度。 (4)研究发现OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT无明显差异，培育OE品种的意义是 。 【答案】(1)叶绿素 (2) 光信号(光信息或信息或信号) 黑暗（或远红光)照射的突变体不进行光合作用，但气孔导度和红光时相同 (3) 脱落酸的合成(降解) 促进 OsAB15基因敲除(OsAB15蛋白合成缺陷) (4)OE品种节水抗旱，可用于农业改良 【分析】1、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、气孔既是CO2进出的场所，也是蒸腾作用的通道，气孔张开既能增加蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行。 【详解】（1）叶绿体中的叶绿素（叶绿素 a 和叶绿素 b）主要吸收红光和蓝紫光，对红光有较高的吸收峰值，所以保卫细胞的叶绿体中叶绿素对红光有较高的吸收峰值； （2）光不仅为光合作用提供能量，还可以作为一种信号分子，影响植物的生长发育等过程，所以红光促进气孔开放的机制之一是作为信号分子影响 OsPIL15 蛋白的含量；由题意可知，红光能促进气孔的开放，有利于吸收CO2而用于光合作用，正常情况下红光可以为光合作用提供能量而促进植物进行光合作用，但由实验一图可知，黑暗（或远红光）照射的突变体的气孔导度和红光时相同，说明红光促进气孔开放的主要机制不是①； （3）①实验二检测的是脱落酸含量，所以假设一是 OsPIL15 蛋白通过影响脱落酸合成（或降解），从而影响气孔开闭； ②从实验三来看，野生型（WT）在黑暗中 OsAB15 基因表达量高，在红光下表达量降低，而 OsPIL15 基因敲除的水稻 m 中 OsAB15 基因表达量在黑暗和红光条件下与 WT 接近，说明 OsPIL15 蛋白促进OsAB15 基因的表达，从而影响气孔开闭。若想进一步验证该结论，可选用过表达 OsAB15 敲除(OsAB15蛋白合成缺陷)的水稻，检测其气孔导度。如果该水稻气孔导度与预期相符，能进一步说明 OsPIL15 蛋白通过促进 OsAB15 基因表达影响气孔开闭。 （4）已知水资源短缺限制水稻的生长发育，严重影响水稻的产量，而OsPIL15基因过表达的水稻（OE）籽粒产量和WT无明显差异，说明OE品种在不影响产量的前提下，可能由于红光促进气孔开放等机制，使水稻对水资源的利用效率提高（或使水稻在水资源短缺条件下能更好地生长发育等），所以培育OE品种可以提高水稻在水资源短缺环境下的适应能力，可用于农业改良，保障水稻产量。 10．（2025·江苏盐城·模拟预测）类囊体膜上电子传递包括线性电子传递和环式电子传递，电子经PSII、PQ、b6f、PSI等复合体传递，最终产生NADPH的过程称为线性电子传递。若电子经PSI传递回PQ则会形成环式电子传递，如下图所示。请据图回答： (1)类囊体膜的主要成分有 ，类囊体膜选择透过性的分子基础有 （疏水性）和膜转运蛋白（专一性）。 (2)卡尔文循环发生在上图 （X、Y）侧，光照下Y侧H+浓度升高的原因有 、 。 (3)当植物NADP+缺乏时将启动环式电子传递，该状态下叶绿体中 （“能”、“不能”）合成ATP。 (4)低温胁迫会导致植物光合速率下降，引起光能过剩，环式电子传递被激活。有人研究低温胁迫72h对两种苜蓿线性电子传递和环式电子传递的影响，结果如下图：ETR（I）和ETR（II）分别表示PSI和PSⅡ线性电子传递的能力，CEF表示环式电子传递的循环电子流，依据ETR（I）和ETR（Ⅱ）可估算出CEF的通量。 结果表明，与室温下相比，低温胁迫 （“促进”、“抑制”）两种苜蓿PSI和PSH的光合电子流：同时还显著 （“促进”、“抑制”）两种苜蓿的CEF，对 （①“甘农5号”、②“新牧4号”）影响程度相对更大。 (5)百草枯（除草剂）会争夺水光解后的e-，经一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。阴天喷洒百草枯除草的效果较差，推测其原因是 。 【答案】(1) 脂质（磷脂）和蛋白质 磷脂双分子层 (2) X 水的光解产生H+ PQ蛋白对H+的运输 (3)能 (4) 抑制 促进 ① (5)阴天光照弱，光反应受阻，水光解产生的电子少，不利于百草枯发挥作用 【分析】光合作用： 1、光反应阶段：水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。 2、暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）类囊体膜属于生物膜系统，主要成分有脂质（磷脂）和蛋白质，类囊体膜具有选择透过性的分子基础是磷脂双分子层（疏水性）具有流动性、膜转运蛋白具有特异性（专一性）。 （2）甲是NADPH，乙是ATP，它们在X侧生成，参与暗反应阶段，所以X侧是叶绿体基质侧，Y侧为类囊体腔侧，故卡尔文循环发生在上图中X侧。光照下Y侧的H+浓度升高的原因是：①Y侧光合色素吸收光能将水分解成氧和H+；②据图可知，H+经ATP合成酶由Y侧运输至X侧时合成ATP，所以是顺浓度梯度的运输，则H+经PQ由X侧运输至Y侧为逆浓度梯度的运输，导致，Y侧的H+浓度升高。 （3）据图，当PSⅡ环式电子传递被激活时，也会产生H+，进而推动H+顺浓度梯度运输到X侧，促进ATP的形成，即环式电子传递中ATP能形成。 （4）依据题图可知，与室温下相比，低温胁迫下，两种苜蓿的ETR（I）和ETR（II）均下降；而CEF升高，由此可知，与室温下相比，低温胁迫抑制两种苜蓿PSI和PSⅡ的光合电子流；同时还显著促进两种苜蓿的CEF，对①“甘农5号”PSI和PSⅡ的光合电子流影响程度相对更大。 （5）依据题干信息可知，百草枯发挥作用的机理是争夺水光解后的电子，经过一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜导致细胞死亡，而水的光解产生电子的过程需要光照条件，故阴天光照强度减弱光反应受阻，不利于百草枯发挥作用。 11．（2025·四川德阳·二模）荞麦具有一定的药用价值，对干旱环境具有较强的适应性。研究小组将生理状况基本一致的荞麦幼苗分成W1（正常供水）组和W2（干旱处理）组，每组施用4个水平（P0<P1<P2<P3）的磷肥量，各组在相同环境条件下培养，收获后测量各组产量，结果如图1所示。已知荞麦叶肉细胞参与光反应的光合复合体由光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）组成（图2）。请分析回答： (1)从参与光合作用过程的结构成分和物质角度来看，磷能参与合成的有机物有 （答出1点即可）。 (2)图2所示膜结构应是荞麦叶肉细胞叶绿体的 膜，A代表的物质为 。光反应过程中，能量的转化形式具体可概述为光能转化为 再转化为 。 (3)分析图1的实验数据，可以得出的实验结论是 （答出2点即可）。施加适量的磷肥来缓解干旱使产量下降的影响，起到“以肥补水”的效果，推测其原因可能是 。 【答案】(1)磷脂、ATP、ADP、NADPH、等（合理即可） (2) 类囊体（薄） ADP和Pi 电能（和电化学势能） 活跃的化学能 (3) 干旱处理会使荞麦的产量下降；随着磷肥施加量的增加，荞麦产量均为先增加后降低；（或施加适量（P2水平的）磷肥对正常灌水或干旱处理条件下的荞麦都能够增产）（合理即可） 适量施加磷肥促进植物根系的生长，有利于植物从土壤深处吸收水分；或适量施加磷肥促进了植物增强抗旱能力物质的合成 【分析】光合作用的过程：①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途，一是将水分解为氧和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)；二是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暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）磷脂、ATP、ADP、NADPH、等的组成元素是C、H、O、N、P，在光合作用中，ATP、ADP、NADPH、NADP+直接参与光反应和暗反应，磷脂是构成类囊体膜的结构基础，因此磷在光合作用过程中可以参与合成的有机物有磷脂、ATP、ADP、NADPH、等。 （2）由图2可知，①过程表示水的光解，场所是叶绿体的类囊体薄膜，会产生O2和H+，光反应的产物还有ATP和NADPH，因此可推知，A是ADP和Pi，B为ATP，光反应中的能量变化是光能先转化为电能（和电化学势能），然后再转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。 （3）①分析图1的实验数据，可以得出的实验结论是：在正常供水和干旱条件下，适当增加磷肥可提高荞麦产量，但过量可能效果下降；随着磷肥施加量的增加，荞麦产量均为先增加后降低；（或施加适量（P2水平的）磷肥对正常灌水或干旱处理条件下的荞麦都能够增产）。 ②施加适量的磷肥来缓解干旱使产量下降的影响，起到“以肥补水”的效果，推测其原因可能是：适量施加磷肥促进植物根系的生长，有利于植物从土壤深处吸收水分；或适量施加磷肥促进了植物增强抗旱能力物质的合成。 12．（2025·吉林长春·二模）当CO2/O2比值低时，催化CO2固定的酶（Rubisco），还可催化C5与O2结合生成乙醇酸，再经一系列过程生成C3，释放CO2，此过程称为光呼吸，相关过程如图所示。光呼吸只在光下进行，会明显降低光合作用效率。研究人员将水稻自身的三种酶引入到叶绿体中，成功构建了一条新的光呼吸支路GOC（虚线所示），能将部分乙醇酸完全分解为CO2，为提高植物光合作用效率提供了新思路。回答下列问题： (1)水稻叶肉细胞中的Rubisco分布在叶绿体的 中。图中甘油酸生成C3的过程属于 （填“吸能”或“放能”）反应。 (2)光呼吸与有氧呼吸的区别有___________。 A．是否需要光 B．利用O2的场所 C．是否产生CO2 D．是否需要线粒体参与 (3)光呼吸会消耗一部分光合作用产物，但其在适应环境变化上具有重要意义。如在强光照或干旱条件下，叶片气孔会 ，导致 ，使光呼吸增强，消耗光反应产生的O2、ATP和 ，减少对叶绿体的伤害。 (4)据图分析，光呼吸支路GOC的创建能提高植物光合作用效率的原因是 。 【答案】(1) 基质 吸能 (2)AB (3) （部分）关闭 叶绿体中CO2/O2比值减小（CO2供应不足） NADPH (4)降低光呼吸，增加叶绿体中CO2的浓度，从而增强光合作用效率 【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中，色素吸收、传递光能，并将光能变为 ATP 活跃的化学能。暗反应过程中将 ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。 【详解】（1）Rubisco是催化CO2固定的酶，CO2固定的场所是叶绿体基质。由图可知，图中甘油酸生成C3的过程需要ATP提供能量 ，因此属于吸能反应。 （2）A、光呼吸需要光，有氧呼吸有光无光都可以，A符合题意； B、光呼吸利用O2的场所是叶绿体基质，有氧呼吸利用O2的场所是线粒体内膜，B符合题意； C、由图可知，光呼吸和有氧呼吸都可以产生CO2，C不符合题意； D、由图可知，光呼吸和有氧呼吸都需要线粒体参与，D不符合题意。 故选AB。 （3）在强光照或干旱条件下，植物蒸腾作用过强，叶片气孔会（部分）关闭，导致叶绿体中CO2/O2比值减小（CO2供应不足），使光呼吸增强，消耗光反应产生的O2、ATP和NADPH，从而减少对叶绿体的伤害。 （4）由图可知，GOC支路，可使乙醇酸转化为CO2，降低光呼吸，增加叶绿体中CO2的浓度，从而增强光合作用效率。 13．（2025·山东菏泽·一模）早春出现的“倒春寒”易导致植物发生光抑制现象，即植物对光能的吸收量超过利用量，过剩的光能抑制了光合作用。科研人员用低温弱光模拟这种环境胁迫来研究桃树光抑制发生的机制。回答下列问题： (1)图1中，高等植物叶肉细胞的叶绿体内含有吸收、传递、转化光能的两个光系统：光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ），其中PSII是叶绿体类囊体薄膜上由蛋白质和 组成的复合物，可将H2O分解，产生的H⁺通过ATP合酶顺浓度梯度进入叶绿体基质驱动ATP的合成，这表明ATP合酶具有 的功能。 (2)桃树叶片在不同实验条件下处理，并每隔1h取样置于25℃和正常光照条件下测得相关生理指标如图2。 ①仅低温胁迫 （填“会”或“不会”）破坏光系统。 ②低温前提下，弱光导致的光抑制现象可能是由于 （填“PSI”、“PSII”或“PSI和PSII”）被破坏而导致的，判断依据是 。 ③低温弱光胁迫的0~3h内，桃树叶片的qN升高的原因是 ；推测3~6h内，qN降低的原因是 。 (3)农业上常通过补充蓝光来改善“倒春寒”引起的光抑制现象，请结合上述研究，推测相关机理为 。 【答案】(1) 光合色素 运输H⁺和催化ATP合成 (2) 不会 PSⅡ 随低温弱光胁迫时间的延长，PSⅠ的活性几乎不变，PSⅡ的活性逐渐降低 由于PSⅡ活性降低，利用光能能力降低，过剩光能增加，转化成的热能相应增加 由于PSⅡ受损严重，将过剩光能转化成热能的量减少 (3)蓝光能提高PSⅡ活性（或答“蓝光能提高PSⅡ以热能形式消耗光能”） 【分析】光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）。PSⅡ光解水，PSI还原NADP+。光系统II的色素吸收光能以后，能产生高能电子，并将高能电子传送到电子传递体PQ，传递到PQ上的高能电子就好像接力赛跑中的接力棒一样，依次传递给细胞色素b6f和PC。光系统I吸收光能后，通过PC传递的电子与H+、NADP+在类囊体薄膜上结合形成NADPH。水光解产生H+，使类囊体腔内H+浓度升高，H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外中H+浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差。ATP合成酶利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。 【详解】（1）在叶绿体类囊体薄膜上存在光系统，PSII作为叶绿体类囊体薄膜上由蛋白质和光合色素组成的复合物，光合色素能够吸收、传递和转化光能。已知H⁺通过ATP合酶顺浓度梯度进入叶绿体基质驱动ATP的合成，说明ATP合酶既能作为离子通道让H⁺通过，又能催化ATP的合成，所以表明ATP合酶具有运输H⁺和催化ATP合成的功能。 （2）①分析图2可知，根据低温+黑暗的处理，与对照组相比，随低温胁迫时间的延长，PSⅠ和PSⅡ的活性几乎不变，说明仅低温胁迫不会破坏光系统。 ②分析图2中低温+弱光的处理，与对照组相比，随低温弱光胁迫时间的延长，PSⅠ的活性几乎不变，PSⅡ的活性逐渐降低，因此低温前提下，弱光导致的光抑制现象可能是由于PSⅡ被破坏而导致的。 ③分析图2的第三个柱状图可知，低温弱光胁迫的0～3h内，PSⅡ以热能形式消耗光能明显提高，因此推测桃树叶片会通过提高PSⅡ以热能形式消耗光能来降低过剩光能对光系统的伤害，但随时间延长，光系统受损严重导致光抑制加重。 （3）农业上常通过补充蓝光来改善“倒春寒”引起的光抑制现象，结合上述研究可知，随低温弱光胁迫时间的延长，PSⅠ的活性几乎不变，PSⅡ的活性逐渐降低，且桃树叶片会通过提高PSⅡ以热能形式消耗光能来降低过剩光能对光系统的伤害，因此推测蓝光能提高PSⅡ活性，或者蓝光能提高PSⅡ以热能形式消耗光能。 14．（2025·广东佛山·二模）农业碳汇是指通过改善农业管理、改变土地利用方式、育种技术创新、植树造林等方式，吸收大气中的二氧化碳的过程、活动或机制，是在“碳达峰”“碳中和”背景下，实现乡村振兴和生态保护的一种新兴模式。茶园碳汇主要有两部分：一是茶树生长过程中通过光合作用吸入二氧化碳放出氧气；二是来自茶园种植管理，通过施用有机肥、种植绿肥、废弃枝叶还田等低碳生产行为改良土壤，提高土壤有机质，从而提高土壤碳汇水平。“叶白、脉绿、香郁、味醇”的安吉白茶为绿茶类变异品种，对温度敏感，呈现阶段性反白现象（春季温度低于23℃时叶绿素合成受影响，产生白化现象，气候回暖时白化减弱，“复绿”之后与普通绿茶无异）。对安吉白茶阶段性白化过程的数据监测如表所示。回答下列问题： 时期 总叶绿素含量（mg/g） 气孔张开程度 （mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 白化前期 0.3 0.05 250 2.1 白化中期 0.28 0.07 240 4 白化期 0.18 0.06 245 3.2 复绿前期 0.32 0.08 225 5.7 复绿中期 0.4 0.09 200 7 (1)茶树属于生态系统组成成分中的 ，茶树影响环境中的碳一氧平衡，体现了生物多样性的 价值。 (2)茶叶叶片白化与复绿过程中叶绿素的含量变化明显，在光合作用过程中这些色素主要吸收 （光谱范围）。复绿前期至全绿期，叶绿素含量增加明显，这可能与茶树体内 （植物激素）的增多有关。 (3)白化期茶树净光合速率较低，这与气孔的关系不大，判断的依据是 。根据表中数据并不能判断茶树在不同时期真正光合速率的变化，原因是 。 (4)茶树根系较浅、植株矮而耐阴；板栗根系较深、植株高且喜光。据此分析板栗—茶树立体农业的优点是 （至少写两点）。 【答案】(1) 生产者 间接 (2) 蓝紫光和红光 细胞分裂素 (3) 根据表中数据可以看出，白化期气孔张开程度较低，但胞间CO2浓度较高，并不是气孔影响了CO2供应导致净光合速率较低 净光合速率的变化既受到真正光合速率变化的影响，也与细胞呼吸速率等有关 (4)两种植物的根系深浅搭配，能够合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐；两种植物的高矮结合，充分利用了不同层次的光能，提高了光能的利用效率 【分析】生物多样性的价值直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值；间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）；潜在价值：目前人类不清楚的价值。 【详解】（1）茶树可以进行光合作用，能将无机物转化为有机物，属于生态系统组成成分中的生产者；茶树影响环境中的碳—氧平衡，这对生态系统的稳定和功能起到了重要作用，体现了生物多样性的间接价值。 （2）在光合作用过程中，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；复绿前期至全绿期，叶绿素含量增加明显，这可能与茶树体内细胞分裂素的增多有关，细胞分裂素能促进细胞分裂和叶绿素的合成。 （3）根据表中数据可以看出，白化期气孔张开程度较低，但胞间CO2浓度较高，并不是气孔影响了CO2供应导致净光合速率较低，因此白化期茶树净光合速率较低，这与气孔的关系不大。表中只给出了净光合速率的数据，而真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率，净光合速率的变化既受到真正光合速率变化的影响，也与细胞呼吸速率等有关，由于不知道各时期的呼吸速率，所以无法计算真正光合速率，因此根据表中数据并不能判断茶树在不同时期真正光合速率的变化。 （4）茶树根系较浅、植株矮而耐阴，板栗根系较深、植株高且喜光，两种植物的根系深浅搭配，能够合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐；两种植物的高矮结合，充分利用了不同层次的光能，提高了光能的利用效率，提高经济效益，可同时收获板栗和茶叶等。 15．（2025·山西·一模）全球范围的大气CO2浓度升高将直接影响植物的生长发育和代谢。本研究以密闭容器中生存的闽楠幼苗为研究对象，探究不同CO2浓度对闽楠幼苗光合作用、氮素营养的分配情况的影响，结果如下表。请回答下列问题： 处理 CO2浓度 （μmol·mol-1） 最大净光 合速率 （μmol·m-2·S-1） 最大RuBP 羧化速率 （μmol·m-2·S-1） RuBP羧化 反应分配的氮素 （g·g-1） 光反应分配的氮素 （g·g-1） 对照组 350.0 6.0 22.5 0.2 0.1 T1 500.0 6.5 24.2 0.2 0.1 T2 700.0 4.9 18.4 0.1 0.1 注：最大RuBP羧化速率指特定条件下植物叶片中固定CO2的Rubisco酶催化反应的最大速率 (1)随着CO2浓度升高，闽楠幼苗光合作用积累有机物总量变化为 。 (2)氮元素被植物吸收，可用于合成光合作用所需的物质有 （至少写出两种）。结合氮素营养的分配情况，分析CO2浓度升高对光反应的影响为 ，判断理由是 。 (3)结合实验结果分析，与T1处理相比，T2处理闽楠幼苗光合作用强度下降的原因为 。 【答案】(1)先增加后减少 (2) 叶绿素、磷脂、ADP、NADP+、酶 几乎没有 CO2浓度升高，而光反应分配的氮素没有变化 (3)T2处理使得RuBP羧化（CO2固定）反应分配的氮素减少，影响有关酶的合成，降低最大RuBP羧化（暗反应）的速率，从而降低了光合作用强度 【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应阶段，光反应是水光解产生NADPH和氧气，同时合成ATP，发生在叶绿体的类囊体膜上，叶绿体的类囊体膜上含有与光反应有关的色素和酶；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，三碳化合物还原需要消耗光反应产生的NADPH和ATP，发生在叶绿体基质中，叶绿体基质中含有与暗反应有关的多种酶。 【详解】（1）光合作用积累有机物总量可以通过净光合速率来反映。从表格中可以看到，对照组CO2浓度为350.0μmol·mol-1时，最大净光合速率为6.0μmol·m-2·S-1；T1处理CO2浓度为500.0μmol·mol-1时，最大净光合速率上升为6.5μmol·m-2·S-1；T2处理CO2浓度为700.0μmol·mol-1时，最大净光合速率下降至4.9μmol·m-2·S-1。因此随着CO2浓度升高，闽楠幼苗光合作用积累有机物总量先增加后减少。 （2）氮元素被植物体吸收后，可用于合成光合作用所需的物质有叶绿素、磷脂、ADP、NADP+、酶等。随着CO2浓度升高，光反应分配的氮素不变。这表明CO2浓度升高可能对光反应没有明显影响。 （3）T2处理组的净光合速率和最大RuBP羧化速率（18.4μmol·m-2·S-1）均低于T1处理组（24.2μmol·m-2·S-1），且RuBP羧化反应分配的氨素（0.1g·g-1）低于T1处理组（0.2g·g-1），结合题意，T2处理使得RuBP羧化（CO2固定）反应分配的氮素减少，影响有关酶的合成，降低最大RuBP羧化（暗反应）的速率，从而降低了光合作用强度。 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $$