专题03 光合作用-【好题汇编】2025年高考生物一模试题分类汇编（新高考通用）

专题03 光合作用 光合作用考点01 一、单选题 1．（2025·河北沧州·一模）下图表示绿色植物光合作用过程中物质的变化，A和B表示不同的过程，①～④表示代谢产物。下列叙述错误的是（    ）    A．绿色植物中没有叶绿体的细胞无法发生图示A、B过程 B．①产生后可在同一细胞的线粒体内膜上被利用 C．③生成后会从叶绿体基质移动至类囊体薄膜 D．若突然提高光照强度，短时间内②和④的含量均会减少 2．（2025·河北保定·一模）P 蛋白由核内P 基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。 M 蛋白可降低P 蛋白的2-羟基异丁酰化修饰，从而削弱P 蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能， 进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致棉花的抗病性下降。下列叙述错误的是（　　） A．若 P 蛋白的翻译受到抑制，则可能会导致棉花的抗病性下降 B．M蛋白基因缺失突变体的叶绿体产生活性氧的能力相对较高 C．捕光复合体Ⅱ损伤后，光反应为C3还原提供的NADPH、ATP会减少 D．P蛋白的2-羟基异丁酰化修饰，不利于P 蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复 3．（2025·山东青岛·一模）我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，使磁性螺旋藻（MSP）能在外部磁场控制下，靶向运动至癌变部位，促进癌细胞的放疗，治疗机制如图所示。已知肿瘤组织内部的缺氧环境可以减少含氧自由基的生成。下列说法正确的是（    ） A．螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物，但不存在DNA-蛋白质复合物 B．外界提供磁场、放射线、激光的条件后，MSP就能充分发挥作用 C．过程①利用MSP叶绿体释放的O2改善肿瘤组织内部的缺氧环境 D．过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜 4．（2025·安徽蚌埠·一模）为研究温度对植物生长的影响，研究人员将某种藻类随机均分成四组，在不同温度下先分别暗处理lh，紧接着再光照1h（光照强度相同），测其质量，结果如下表所示：若每天用上述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则最适宜该藻类生长的温度是（　　） 温度/℃ 0 5 10 15 初始质量/mg 50 50 50 50 暗处理后质量/mg 49.5 49 48 44 光照后质量/mg 53.5 55 56 54 A．0℃ B．5℃ C．10℃ D．15℃ 5．（2025·福建龙岩·一模）氧化石墨烯（GO）是一种纳米材料，被广泛应用于农业生产中。研究人员为探究GO是否会影响植物的生长发育，利用黑麦草进行相关实验，得到如下数据： 组别 GO浓度/ 总叶绿素/ 净光合速率 / 气孔导度 / 胞间二氧化碳浓度/ 1 0 3.31 15.23 0.314 185.25 2 10 3.47 15.70 0.324 182.25 3 20 3.19 14.53 0.309 191.50 4 30 3.02 13.85 0.288 194.75 5 40 2.83 13.25 0.282 201.75 6 50 2.45 13.00 0.280 200.20 下列叙述正确的是（　　） A．净光合速率可用黑麦草单位时间内的固定量表示 B．第3-6组净光合速率降低是由于GO引起黑麦草叶片气孔部分关闭 C．推测GO可能会破坏叶绿体结构，降低总叶绿素含量 D．上述实验说明少量GO释放到土壤中就会抑制植物的生长 6．（2025·安徽·一模）生物学是一门以实验为基础的科学，生物学实验中为了达成实验目的，在实验过程中需利用各种科学方法、实施不同的实验操作。下列表格中各选项实验一和实验二的科学方法、利用的原理或实验处理目的不一致的是（　　） 选项 实验一 实验二 A 用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片 用镊子将已解离的根尖弄碎，盖上盖玻片，再用拇指轻压盖玻片 B 向豆浆中加入双缩脲试剂A液后，再滴加双缩脲试剂B液 向溶于NaCl溶液的丝状物中加入二苯胺试剂后加热 C 对含有酵母菌的培养液进行通气处理 对含有酵母菌的葡萄汁进行密封处理 D 向S型细菌的细胞提取物中加入DNA酶后，再将其加入含有R型细菌的培养基 将公鸡摘除睾丸后观察其雄性特征的变化 A．A B．B C．C D．D 7．（2025·湖北武汉·一模）某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR和TS303对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响，结果如下图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上，标注的不同字母表示实验结果间存在显著差异。下列分析正确的是（    ） 注:CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并 Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。 A．Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响 B．Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复到正常 C．Al 胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均使净光合速率恢复到正常 D．EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫,且EBR效果优于TS303 8．（2025·贵州·一模）韭黄是韭菜隔绝光照在黑暗中种植获得的。某同学用韭菜和韭黄进行了光合色素的提取和分离实验，分别得到滤纸条甲和乙，如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该实验不能证明光照影响叶绿素的合成 B．研磨时加入二氧化硅可以防止研磨中叶绿素被破坏 C．滤纸条乙的2条色素带从上至下为叶绿素a、叶绿素b D．色素分离的原理是不同色素在有机溶剂中的溶解度不同 9．（2025·江西·一模）古诗词是中国人民智慧的结晶，许多诗词中蕴含丰富的生物学原理。下列叙述错误的是（    ） A．“春色满园关不住，一枝红杏出墙来。”——植物的向光性主要与背光侧生长素含量较多有关 B．“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。”——春天植物在光合作用时，水的光解发生在类囊体薄膜上 C．“晓来谁染霜林醉？总是离人泪。”——低温导致叶绿素的分解，使得枫叶呈现红色 D．“落红不是无情物，化作春泥更护花。”——微生物通过分解作用为植物提供物质和能量 10．（2025·山西吕梁·一模）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（    ） A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，在滤纸条上自上而下第三条带呈黄绿色 D．质壁分离过程中，黑藻细胞内液泡体积变小，吸水能力增强 11．（2025·湖北武汉·一模）将银边天竺葵的叶片分为如下图所示的以XX⑦四个区域,再将叶片置于适宜光照条件下48小时。若要验证光照和叶绿素是植物进行光合作用合成淀粉的必要条件,可以不需要检测淀粉含量的区域是(不考虑实验过程中区域间有机物的转移) （    ） A．W区 B．X区 C．Y区 D．Z区 12．（2025·江西·一模）某实验小组欲探究O3浓度增大和温度升高对水稻叶片光合作用的影响，以水稻为实验材料，设置两个O3浓度（环境大气O3浓度和1.5倍环境大气O3浓度）和三个温度处理[环境温度（CK）、冠层红外增温+1.5℃和冠层红外增温+2℃]，于灌浆后期测定各组水稻叶片的饱和光合速率（饱和光合速率是指在一定的光照强度下，植物光合作用速率达到最大值时的光合速率），结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．各组应选取数量相等、长势较一致的水稻叶进行饱和光合速率的测定 B．实验表明，O3对饱和光合速率的抑制作用随O3暴露时间的延长而增强 C．实验结果表明，O3浓度增大会显著降低水稻灌浆后期叶片的饱和光合速率 D．推测适当增温能在一定程度上缓解高浓度O3对水稻饱和光合速率的抑制作用 13．（2025·云南曲靖·一模）酒精是高中生物学实验中常用的化学试剂，在不同实验中可能有不同的作用，下列叙述正确的是（    ） A．“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，酒精只能用来冲洗卡诺氏液 B．“绿叶中色素的提取和分离”实验中可用95%的酒精直接提取色素 C．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，可用95%的酒精初步分离DNA和蛋白质 D．“检测生物组织中的脂肪”实验中，常用50%的酒精使组织细胞相互分离 14．（2025·山东菏泽·一模）低浓度CO2会促进蛋白激酶HTl磷酸化，并激活蛋白激酶CBCl，使气孔两侧的保卫细胞吸水膨胀，导致气孔开放。CO2浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/MPK12与HTl结合，抑制HTl的活性导致气孔关闭。下列说法错误的是（    ） A．HT1发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但HT1的空间结构会发生变化 B．被激活的CBCl可促进保卫细胞吸水膨胀，满足植物对CO2的需求 C．MPK4/MPK12与HT1结合，会导致植物的蒸腾作用强度降低 D．降低MPK4/MPK12基因的表达水平就会提高CO2的固定速率 15．（2025·江西新余·一模）新余市已成为全国柑橘发展优势产区，新余蜜橘不仅畅销全国，还逐步拓展海外市场，成为全市最具特色的主导产业之一，具备巨大的发展潜力。研究证实红光和乙烯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下图所示。下列说法错误的是（    ）    A．柑橘可以通过类胡萝卜素来感受红光 B．红光和乙烯利在提高类胡萝卜素的含量上具有协同作用 C．乙烯利的作用机理可能是促进类胡萝卜素合成相关基因的表达 D．采摘柑橘果皮颜色由绿色变为黄色，可能是由于细胞中的叶绿素和类胡萝卜素的比值下降造成的 16．（2025·山东枣庄·一模）微体是由单层膜构成的细胞器，包括过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体含有丰富的酶类，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。乙醛酸循环体是一种植物细胞器，在发芽的种子不能进行光合作用前存在，将脂肪转化为糖来提供能量。下列说法错误的是（　　） A．过氧化物酶体和叶绿体两种细胞器中都能产生氧气 B．油料作物种子萌发时，乙醛酸循环体数量明显增多 C．脂肪转化为糖类的过程中，引起干重增加的元素主要是碳 D．肝脏是重要的解毒器官，推测肝脏细胞中富含过氧化物酶体 17．（2025·安徽黄山·一模）骨关节炎是因软骨细胞能量代谢失衡，ATP、NADPH耗竭而导致关节软骨破坏。我国科研团队用患病动物自身软骨细胞膜包封植物纳米类囊体，递送到退变的软骨细胞内，不仅逃避免疫系统清除，还能修复退变细胞的代谢异常。下列叙述正确的是（    ） A．含有纳米类囊体的退变细胞，需结合光疗才可达到治疗效果 B．纳米类囊体来自植物，可以避免患病动物体内产生免疫排斥 C．激活的细胞毒性T细胞能识别并清除含有纳米类囊体的退变细胞，从而达到治疗目的 D．纳米类囊体的功能与线粒体类似、能将有机物中化学能转化为ATP、NADPH中的能量 18．（2025·重庆·一模）植物学家茨维特将某植物叶片色素提取液装入含有CaCO3粉末的层析柱中，并用层析液自上而下淋洗，出现的实验结果如图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．层析柱中CaCO3可保护色素 B．条带1中的色素主要吸收蓝紫光和红光 C．条带2和3中色素的颜色是黄色和蓝绿色 D．条带4中的色素在层析液中溶解度最大 19．（2025·重庆·一模）当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示（活性氧：ROS，一种自由基）。据此e铁氰化钾（吸收e-）分析，下列说法错误的是（　　） A．由图可知叶绿体膜是生成NADPH的场所 B．强光导致NADPH和电子累积可能是导致光抑制的原因 C．强光导致活性氧大量增多可能是导致光损伤的原因 D．适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制 20．（2025·河南郑州·一模）用不同强度的光照射某种植物叶片，并将其每100cm2叶面积的CO2吸收速率表示在下图中。假设每天光照为14小时，昼间的光照强度超过光饱和点，而夜晚为完全黑暗，请根据下图计算该植物每100cm2叶面积每天会从外界净吸收的CO2量（    ） A．370mg B．300mg C．360mg D．440mg 二、多选题 21．（2025·山东枣庄·一模）英国植物学家罗伯特·希尔1937年发现，在离体叶绿体的悬浮液中（无CO2）加入氧化剂，在光照条件下可以释放O2，现在把这种现象称为希尔反应。下列有关说法正确的是（　　） A．希尔反应发生的场所是叶绿体基质 B．如果不加入氧化剂，O2不会持续产生 C．希尔反应证明了产生的O2全部来源于水 D．希尔反应证明氧气的产生和糖类的合成是相对独立的过程 22．（2025·河北沧州·一模）Rubisco催化CO2的固定，其活性易受低CO2浓度的抑制。为了适应水中低CO2环境，地球上几乎所有水生藻类都进化出一种被称为蛋白核的特殊结构，为Rubisco提供浓缩的CO2，而陆地农作物细胞中通常不含这种蛋白核。下列推断不合理的是（　　） A．低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而会抑制光合作用速率 B．高等植物的Rubisco最可能分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上 C．光合作用中Rubisco催化CO2的固定需消耗ATP和NADPH D．导入蛋白核合成基因的农作物可能将不存在光合“午休”现象 23．（2025·江西上饶·一模）如图1为水稻叶肉细胞内物质代谢过程示意图，①~⑥代表相关过程。图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究水稻植株光合作用速率的装置。图3是图2装置放在自然环境下测定夏季一昼夜（零点开始）小室内植物氧气释放速率的变化所得到的曲线图，下列相关说法正确的是（　　） A．图1过程①~⑥中，能产生ATP的过程只有②⑤⑥ B．给该植物浇灌H218O，在细胞中可出现C3H418O3（丙酮酸）、（CH218O）、H218O、C18O2、18O2 C．图3中在8时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度 D．图3中出现a点的原因可能是温度降低导致呼吸作用减弱 三、非选择题 24．（2025·山西·一模）玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞均有叶绿体，进行光合作用时存在特殊的C4途径，其暗反应过程如图1所示。叶肉细胞中含有PEP羧化酶，维管束鞘细胞中含有Rubisco酶，PEP羧化酶固定CO2的能力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题：    (1)卡尔文循环中，Rubisco酶催化的底物是CO2和 。 (2)在适宜光照和温度条件下，当CO2浓度达到饱和后，玉米的光合作用强度不再增加，其原因可能是 （答出1点即可）。 (3)科研人员在高温、光照充足的环境中，测定了玉米和小麦（暗反应过程无C4途径）的叶片在发生水分亏缺情况下的相对光合作用强度，结果如图2所示，图中表示玉米的曲线是 ，判断的依据是 。 25．（2025·河北邯郸·一模）盐胁迫是限制植物生长的重要环境因素之一，给农业带来了持续且严重的危害。褪黑素（MT）是一种吲哚胺类物质，植物中MT合成的主要部位在叶绿体和线粒体中。植物MT能调控植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程。某科研团队研究了叶片喷施MT对盐胁迫下石榴光合生理特性的影响，部分结果如表所示。回答下列问题： 指标 处理 净光合速率/（μmol··s） 气孔导度/（mol··s） 蒸腾速率/（mmol··s） 胞间浓度/（μmol·mol） 叶绿素含量/（mg·g） CK（营养液+叶片喷施清水） 12 0.20 6.5 280 2.5 T1（营养液+200mmol·LNaCl） 6 0.08 4.5 400 0.8 T2 9 0.13 5.0 320 1.5 (1)MT是植物激素，理由是 。研究表明低浓度MT可以促进种子萌发，与低浓度MT具有协同作用的植物激素是 。 (2)与CK组相比，T1组盐胁迫条件下，植物气孔导度下降，从适应环境的角度分析，气孔导度下降的意义是 。T2组的实验处理是 。与T1组比，T2组石榴的水分状况得到改善，说明MT处理通过 来改善盐胁迫下植株的水分状况。 (3)实验结果表明MT处理通过 来缓解盐胁迫下净光合速率的降低。为进一步研究MT处理缓解盐胁迫的分子机制，请你提出1个研究课题： 。 26．（2025·河北保定·一模）土壤盐渍化会限制植物的生长，影响其产量。为探究土壤盐渍化对植物光合作用的 影响，研究者以小麦为材料进行了实验，结果如表所示。回答下列问题： 处理 叶绿素a 叶绿素b 净光合速率/  （μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（μmol·m2· s-1） 胞间CO2浓度/ （μL·L-1） 0mmol ·L-1NaCl 3.52 0.34 46.16 1395.26 203.35 50mmol ·L-1NaCl 3.38 0.31 36.55 1142.24 207.42 100mmol ·L-1NaCl 2.8 0.25 34.1 1009.12 210.78 150mmol ·L-1NaCl 2.48 0.22 28.9 925.03 217.52 (1)叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收 ，光合色素吸收光能将水分解为 的同时，水被夺去两个电子，电子经传递，用于形成 。 (2)由表可知，随着 NaCl 浓度的增加，气孔导度逐渐下降，推测这可能与盐胁迫下 （填一种植物激素）的含量增加有关。净光合速率下降并非由气孔导度下降引起，判断依据是 。 (3)据表分析，土壤盐渍化会限制植物的生长，影响其产量的原因是 。为减少土壤 盐渍化对植物的抑制，根据所学知识，提出合理建议： （答出2点）。 27．（2025·内蒙古阿拉善盟·一模）某科研团队为研究大豆植株遭遇干旱胁迫时的生理响应机制，在大豆开花期和鼓粒期两个关键生育期进行一定程度的干旱胁迫处理，测定光合作用相关生理指标，结果如图所示。请分析回答： (1)光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP和 ，后者的作用是 。 (2)图3中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度 （填“升高”“降低”或“不变”），结合图1分析原因可能是 。 (3)图3中鼓粒期干旱胁迫下，大豆植株净光合速率低于对照组，据图2分析，导致鼓粒期净光合速率降低的主要因素是 （填“气孔因素”或“非气孔因素”），判断依据是 。 (4)进一步研究表明，大豆植株在鼓粒期遭受干旱胁迫造成的减产程度更大，推测原因可能与缺水影响光合产物以 （填“蔗糖”“淀粉”或“蛋白质”）形式通过韧皮部运输有关。 28．（2025·河北承德·一模）科研人员以马铃薯品种费乌瑞它为实验材料，研究白光（CK）、远红光（T1）、红光（T2）、绿光（T3）、蓝光（T4）、紫外光（T5）对马铃薯植株生长和叶片光合特性的影响，表中数据后不同的小写字母表示差异显著。请回答下列问题： 不同光质对马铃薯叶片光合特性的影响 品种 处理 总叶绿素含量/（mg·g-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 费乌瑞它 CK 1.70±0.02b 20.33±0.04a T1 1.25±0.06d 18.16±0.37d T2 2.02±0.06a 19.88±0.17b T3 1.68±0.04b 19.02±0.01c T4 1.72±0.01b 20.08±0.11a T5 1.34±0.03c 18.75±0.15c (1)光在马铃薯植株生长发育中的作用是 （答出2点）。 (2)植物能够感知光信号，并据此调整生长发育，这与植物具有能接收光信号的分子有关，如光敏色素。植物体中光敏色素分布在 ，植物对 处理的响应与光敏色素有关。 (3)T1～T5处理组数据后的小写字母若与CK组数据后的小写字母相同，则代表差异不显著，若不同，则代表差异显著。据表可知， 处理下马铃薯叶片总叶绿素含量显著增加。除 处理外，其他光处理后净光合速率较白光均显著降低。 (4)马铃薯叶肉细胞光反应产生NADPH的作用是 ，它能参与暗反应的 过程。在CK处理下，若突然降低光照强度，短时间内马铃薯叶肉细胞中C3的含量将 。 (5)研究发现远红光和紫外光处理下，马铃薯植株不结薯，出现该现象的原因可能是 。 29．（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。 回答下列问题： (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是：施氮会 花生结瘤，R处理可 。 (2)分析图7b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而 ，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有 。 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由： 。 30．（2025·河北唐山·一模）河北省为半湿润气候类型区域，多数年份易发生干旱。研究人员以番茄幼苗为材料，探究干旱胁迫条件下外源施加等量的水杨酸（SA）、油菜素内酯（BR）、褪黑素（MT）对番茄幼苗光合特性的影响，实验结果如下表所示（提示：水分利用效率与植物利用水分的能力呈正相关）。 组别 净光合速率 （mmolCO2·m-2·h-1） 呼吸速率 （mmolCO2·m-2·h-1） 气孔导度 （μmolH2O·m-2·s-1） 水分利用效率 （μmolCO2/mmolH2O） 对照 29.2 8.6 129 2.5 SA 59.8 3.5 180 3.3 BR 27.3 3.1 126 1.8 MT 32.9 6.1 98 3.0 注：气孔导度反映气孔开放程度。 回答下列问题： (1)外源施加 可以提高番茄幼苗细胞中的有机物含量和水分的利用效率，进而提升抗旱能力。 (2)外源施加MT提高番茄幼苗净光合速率的幅度较SA组小，其原因可能是：①MT组比SA组的 高，有机物消耗更多；②MT组与SA组相比， 下降，导致CO2供应减少，同时暗反应为光反应提供的 减少，导致光合速率较低。 (3)综合以上信息，在培养番茄幼苗时，应选择外源施加 ，更有利于番茄幼苗在干旱条件下生长。 (4)干旱条件下植物细胞内会积累大量活性氧（自由基），导致膜结构受损。为探究SA缓解干旱胁迫的机理，科研人员分别测定番茄根细胞中超氧化物歧化酶（催化活性氧的分解）与丙二醛（可以损伤生物膜结构）的含量，结果如下图。 ①活性氧能导致生物膜结构受损，主要攻击膜成分中的 ，并引起雪崩式反应。 ②结合图示分析，SA通过 ，从而缓解干旱胁迫对番茄幼苗的影响。 31．（2025·河北石家庄·一模）矮化棉具有抗倒伏、适宜密植、产量高等特征。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中。为提高棉花的生产潜能并增强棉花抵御高温胁迫的能力，科研人员将编码D1蛋白的基因插入棉花某条染色体的特定位点上，人为建立D1蛋白的补充途径，获得了产量显著提高的纯合矮化H品系新疆棉。回答下列问题： (1)若要检测高温对各种光合色素含量的影响，可提取色素并利用 （填溶液名称）对光合色素进行分离后，再检测各种色素的含量。D1蛋白和光合色素共同参与光能的转换。D1蛋白含量升高可以提高光反应强度，C3接受光反应产物中 释放的能量，并且被 还原，进而提高暗反应强度。 (2)高温胁迫会造成光合速率下降。研究人员研究了高温胁迫对野生棉光合作用相关指标的影响，结果见下表。据表分析，高温胁迫导致野生棉光合速率降低与其气孔开放程度 （填“有关”或“无关”），判断理由是 。 温度 光能转化效率 气孔开放程度 胞间浓度 常温 0.8230 0.38 284.45 高温 0.6229 0.25 314.25 (3)研究人员利用抗原—抗体杂交的方法对野生棉和矮化H品系叶片内的D1蛋白含量及茎秆赤霉素（GA）含量进行了检测，结果如图所示。    综合分析，矮化H品系高产的原因包括： ①D1蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，削弱其 的功能；②高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响 （填“大于”、“小于”或“等于”）对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响，且染色体上D1蛋白基因控制合成的D1蛋白可以转移至 上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 32．（2025·山东青岛·一模）银杏叶中的黄酮醇具有重要的药用价值。为探究红蓝光质比例对银杏幼苗光合特性及黄酮醇含量的影响，科研人员以银杏幼苗为实验材料，在适宜的光照强度下，设置红蓝光组合比例分别为1∶1（1R1B）、1∶3（1R3B）、1∶5（1R5B）和白光（W，对照）4种光质处理，处理20d后检测银杏净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及总黄酮醇含量，结果如图所示。 (1)由图可知，实验组的净光合速率都比对照组高，原因是 。实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致，原因是 。 (2)不同比例红蓝光对银杏叶总黄酮醇含量的影响为 。黄酮醇是银杏叶细胞的次生代谢物，与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比， 技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换培养液的目的 。（答出两点） (3)除光质外，光照和黑暗交替频率也可以影响银杏的光合产物积累量。研究人员采用光照、黑暗交替进行的方式处理生理状态相同的银杏幼苗，其中光照和黑暗的总时长相同。结果发现随着光暗交替次数的增加和交换频率的加快，银杏幼苗有机物的积累量逐渐增加，请从光合作用的过程角度分析，出现上述现象的原因 。 33．（2025·四川·一模）蒙顶山茶是中国传统绿茶。茶树是典型的C₃植物，具有光呼吸作用。茶树叶片的光合作用对其产量和品质有重要影响，不同间作模式下茶树叶片生理代谢活动也会随着环境变化而表现出一定差异。研究人员以纯茶园(CK)、马缨花—茶间作茶园(MT)、冬樱花—茶间作茶园(DT)、核桃——茶间作茶园(HT)4种种植模式进行研究得到以下数据。 (1)净光合速率是指单位时间内植物有机物的 。根据结果可知，茶树净光合速率在12：00—14：00增加的是 模式。研究发现，胞间CO₂ 浓度降低会抑制光呼吸的进行。光呼吸是一种消耗能量和有机物的过程，其减少可以间接提高光合效率，从而导致净光合速率增加。据图分析茶树净光合速率变化为该模式的可能原因是 。 (2)根据结果可知，茶树净光合速率在16：00—18：00 时出现大幅度降低，甚至出现了低于0的值，可能的原因是 。 (3)茶叶叶肉细胞的 Rubisco酶具有“两面性”，即在光下叶绿体中的 C₅能与CO₂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。Rubisco酶的存在场所应为 。为了提高产量，减少不必要的光呼吸损耗，请设计一种较简单的方法： ，并说明原因： 。 34．（2025·广东湛江·一模）国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5组进行相关实验，培养一段时间后测定结果如表所示。请回答下列问题： 组别 叶绿素含量/相对值 气孔导度/相对值 净光合速率/相对值 CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP的场所有 ，光合作用时能量的转化过程是 （用箭头和文字表示）。 (2)本实验的自变量是 ，与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量 （填“增多”或“减少”），从光合作用的过程分析，其原因是 。 (3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是 。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为 的范围内进一步进行实验。 (4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为 。 (5)某林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变身生态屏障，其演替类型属于 ，人类活动往往可以改变群落演替的 。 35．（2025·宁夏银川·一模）大田常规栽培某品种水稻时，发现水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下yg1产量更高。为探究其相关机理，科研人员在水稻的光合作用最适温度下测定相关生理指标，结果如图1所示。已知光补偿点是指光合作用过程中吸收的CO2与呼吸作用过程中释放的CO2相等时所需的光照强度。请回答下列问题：    (1)推测ygl叶色黄绿的原因可能是由于叶绿体中叶绿素含量过低；取等量的ygl和WT的叶片进行光合色素的提取和分离，研磨叶片时需加入的化学试剂有 ，测得ygl和WT叶片中类胡萝卜素/叶绿素的值分别为0.27和0.15。 (2)据图1分析，光照强度逐渐增加达到2000μmol·m−2 ·s−1后，ygl和WT净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，限制两者净光合速率增大的主要外因和内因分别为 、 。ygl的光补偿点高于WT，其原因最可能是叶绿素含量过低和 。 (3)与WT相比，yg1叶绿素含量低，但高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表面该群体 。是高产的原因之一。 (4)光照对植物生命活动的影响有 （答出两点）。 36．（2025·江西赣州·一模）玉米是我国重要的经济作物，干旱胁迫易造成减产。科研人员研究γ-氨基丁酸（GABA）对干旱胁迫下玉米幼苗生长的影响，做了如下实验： 对照（CK组）：施加完全营养液，叶面喷施清水； 干旱处理（D组）：施加含20%PEG-6000的完全营养液（模拟干旱胁迫），叶面喷施清水：干旱+GABA处理（DG组）：施加含20%PEG-6000的完全营养液，叶面喷施不同浓度的GABA．在相同且适宜的条件下培养5天后，对不同组别玉米幼苗的生长指标进行测定并统计，结果如下表所示。 处理 株高（cm） 叶面积（cm2） 根系干重（g） 茎叶干重（g） 根冠比（%） 对照（CK组） 43.73 90.71 0.219 0.426 51.41 干旱处理（D组） 32.77 45.31 0.158 0.254 62.20 干旱+0.25mmol/LGABA（DG1组） 36.73 53.98 0.171 0.310 55.16 干旱+0.5mmol/LGABA（DG2组） 38.13 57.24 0.198 0.352 56.25 干旱+1mmol/LGABA（DG3组） 39.47 62.27 0.208 0.380 54.74 干旱+2mmol/LGABA（DG4组） 36.97 55.29 0.176 0.294 59.86 (1)为使实验结果更具有说服力，应选择 （填“干旱耐受型”或“水分敏感型”）品种玉米作为实验材料；若要确定外源GABA对正常玉米幼苗的影响，应增设系列实验组（G组），具体操作是 。 (2)由表格数据可知，喷施GABA后玉米幼苗的干旱胁迫 （填“会”或“不会”）得到缓解：已知根冠比=根系干重/茎叶干重，结合数据推测，干旱胁迫下幼苗光合产物优先分配给 （填“地上部分”或“地下部分”），从适应干旱的角度分析，其意义是 。 (3)实验进一步检测四组幼苗叶片（喷施GABA组浓度均为1mmol/L）第5天丙二醛（MDA，膜脂氧化物，生物膜受损程度与其含量呈正相关）含量以及SOD酶、POD酶、CAT酶活性，结果如下图（注：以上三种酶具有清除MDA的作用）。据此分析，干旱胁迫下外源GABA影响玉米幼苗光合速率的原因是 。    37．（2025·天津武清·一模）照光时、叶肉细胞中的O2与CO2竞争性与Rubisco（羧化/加氧）酶结合，当二氧化碳浓度高时，Rubisco羧化酶催化C5与二氧化碳发生反应形成C3，进而完成卡尔文循环（光合作用暗反应）：当氧气浓度高时、Rubisco加载酶可催化C5与氧气发生反应生成乙醇酸，乙醇酸再经过一系列化学反应并消耗ATP和NADH，最终生成CO2的过程称为光呼吸，部分过程如图所示。光呼吸是绿色植物在光照和高O2低CO2情况下，与光合作用同时发生的一个损耗能量的副反应。科研人员获得了水稻叶绿体中酶X缺陷型的突变植株，给予低CO2浓度下检测植株部分代谢产物的含量，结果如表所示，回答下列问题： 条件 0.03%CO2 0.03%CO2 指标 乙醇酸含量/（μg·g-1叶重） 乙醛酸含量/（μg·g-1叶重） 突变植株 825.54 0.95 野生植株 1.54 1.78 (1)光呼吸时，C5和O2结合的反应发生在 中，根据材料推测，O2/CO2值 （填“高”或“低”）时利于光呼吸而不利于光合作用。从能量代谢分析，光呼吸与有氧呼吸最大的区别是 。 (2)结合表中的实验结果分析，在光呼吸的过程中酶X的功能是 。 (3)正常进行光合作用的水稻，若突然停止光照叶片短时间内会出现快速释放CO2的现象（CO2猝发），导致这一现象产生的原因是：光照停止（光反应为暗反应提供的 减少，暗反应速率减慢，消耗的C5减少，C5与 的结合增加，导致光呼吸强度 （填增强/减弱）。 (4)研究人员通过转基因技术向水稻导入酶Y基因，已知酶Y能催化叶绿体中的乙醇酸分解生成CO2，并同时利用RNA牙犹技术抑制了水稻叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达。上述途径可明显提高该水稻的净光合速率，分析原因可能是_________。 A．提高了叶绿体中乙醇酸的利用率 B．减少了叶绿体中碳的损失 C．直接加速了C3再生C5 D．提高了Rubisco加氧酶的活性 E．抑制光呼吸强度 38．（2025·天津河东·一模）土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力状况。为研究不同施肥方式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响，试验分组如下：不施肥（CK）、有机肥（M）、化肥（NP）、麦秸还田（S）、有机肥+化肥（M+NP）、麦秸还田+化肥（S+NP），其中，NP中氮肥为尿素，麦秸未经处理直接还田，结果如图所示。回答下列问题： (1)从生态系统组成成分分析，施用的肥料属于 。M、NP和S三种施肥方式中，对土壤微生物数量影响最大的是 。 (2)研究还表明，与CK组相比，S组小麦产量差异不显著。据图a分析，其原因是 。 (3)秸秆可用于生产畜禽饲料和食用菌，畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田，从研究能量流动的实践意义考虑，这样就实现了 。利用该方式能减少人类对生态和环境的影响，从而降低 。 (4)下列说法正确的是 （填序号）。 ①合理施肥可以提高氮的循环效率 ②施肥可增加土壤微生物数量和脲酶活性 ③为提高土壤肥力，短期内施用有机肥比化肥更有效 ④施用有机肥时，松土可促进有氧呼吸 39．（2025·甘肃兰州·一模）某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度（0、4、8、12、16、20mmol/L），每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下： 光合参数氮浓度mmol/L 0 4 8 12 16 20 净光合速率（） 0 12 35 28 18 10 气孔导度（） 0 80 150 220 230 235 胞间浓度（） 450 380 260 280 320 360 (1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是 。 (2)电镜观察发现，缺氮组（0mmol/L）叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响 的生成，导致暗反应中 过程受阻。 (3)缺氮组胞间浓度高达，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象： 。 (4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路 。 (5)某玉米田地中土壤氮含量为5mmol/L，农民计划通过追肥将氮浓度提升至16mmol/L以提高产量。请结合本研究数据评价该方案的合理性，并提出优化建议 。 40．（2025·江西萍乡·一模）光照是影响光合作用的重要环境因子。科研人员通过分析叶绿素荧光参数筛选到一个对高光强敏感的拟南芥突变体nadk2。nadk2基因编码一个定位于叶绿体的NAD磷酸激酶，负责催化NAD生成NADP+。如图为拟南芥叶肉细胞内的叶绿体中消耗NADP+的部分反应。回答下列问题： (1)NAD磷酸激酶催化生成的NADP+可用于光合作用的 反应。据图可知，类囊体膜上合成ATP所需的能量直接来自 ，若类囊体腔中的H+泄露至叶绿体基质，类囊体膜上ATP的合成速率将会 （填“升高”“保持不变”或“降低”）。 (2)将高光强敏感的拟南芥突变体nadk2由适宜光照条件转移到高光强条件时，光反应速率会显著下降，表现出典型的光抑制现象，造成该现象的原因可能是 。 (3)气孔是由一对保卫细胞围成的小孔，是拟南芥叶片与外界进行气体交换的主要通道。 ①高温、干旱会使拟南芥叶片上气孔的开度减小，气孔开度减小对拟南芥的不利影响是 （答一点）。 ②保卫细胞的叶绿体能合成淀粉，TOR激酶能促进淀粉分解，使气孔开度增大。蔗糖也能使拟南芥气孔开度变大。现有生长状况一致的野生型拟南芥若干和TOR激酶抑制剂，欲通过实验验证蔗糖是否通过提高TOR激酶活性使拟南芥气孔开度增大。实验思路：实验前将野生型拟南芥进行适度干旱或高温处理，随机均分为3组，甲组不做处理（对照组），乙组用适量蔗糖处理，丙组用 处理。将各组拟南芥在 条件下培养。一段时间后，观察气孔开度变化。若 ，则证明蔗糖通过提高TOR激酶活性使气孔开度增大。 41．（2025·天津河东·一模）2021年9月24日国际知名期刊《Science》发表了中国科学家人工合成淀粉的科技论文，在实验条件下，科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应，相比植物光合作用60多步生化反应而言大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程（A）和人工合成淀粉过程（B）如下图所示。请回答下列问题。    (1)在叶肉细胞中，过程A发生的场所是 。当光照突然减弱时，短时间内b的含量将 。若某植物早上8点到达光补偿点时，其光合作用所需的来源于 。叶肉细胞内类似于B中有机中间体的过程 （填“需要”或“不需要”）光反应提供ATP和NADPH。 (2)在与光合作用固定的量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累淀粉的量 （填“大于”、“小于”或“等于”）植物积累淀粉的量，因为 。 (3)人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为 。 (4)图示的①过程相当于植物光合作用的 阶段，②过程相当于植物光合作用的 过程。 (5)中间体如果能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处有 。 (6)若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题？（至少写出两点） 。 42．（2025·安徽·一模）C3植物通过卡尔文循环完成碳的固定和还原，C4植物碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1），且叶肉细胞中的PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的Rubisco对CO2有更强的亲和力，叶肉细胞的叶绿体含有发达的基粒，而维管束鞘细胞较大，且含有几乎无基粒的叶绿体。回答下列问题：    (1)白天时C4植物细胞中能产生ATP的场所有 ，此时叶肉细胞能为维管束鞘细胞叶绿体内的暗反应提供 （答出3点）。 (2)高温、干旱导致气孔关闭，C4植物仍能保持较高光合速率的原因是 。 (3)现有C3植物A、C4植物B两种植物、请设计实验验证C4植物比C3植物具有更强的固定低浓度CO2的能力，请写出实验思路，并在图2中用曲线图表示出实验结果 。 实验思路： 。    43．（2025·黑龙江吉林·一模）在池塘和湖泊中，存在着种类多样的沉水植物。与陆生植物不同，沉水植物对CO2的利用效率具有局限性，这是因为CO2在水体中的扩散速率仅仅是空气中的万分之一。为了适应水体的无机碳环境，沉水植物在结构和代谢机制上与陆生植物有很大差异。 (1)沉水植物的叶片常会进化成非常薄的丝状。从获取CO2的角度，试分析其原因是 。 (2)底泥中富含大量CO2。有些沉水植物根系发达，且在根部和叶片有大量连续的空洞。从获取CO2的角度分析，其意义是： 。 (3)为进一步提高CO2的利用效率，许多沉水植物进化出了特殊的光合代谢机制。下图为某种沉水植物的光合代谢模型。 ①据图可知，该沉水植物表皮细胞可吸收HCO3－，并在 的作用下将其首先固定为 。 ②产生的苹果酸可进入叶肉细胞直接被利用，也可在夜间存储在液泡中，白天分解。结合光合作用过程分析，夜间不能利用苹果酸合成有机物的原因是 。夜间存储苹果酸对于沉水植物的意义是 。 ③据图推测，白天液泡内细胞液的pH较夜间相比， （填“偏大”“基本相同”或“偏小”）。 44．（2025·山东济宁·一模）Rubisco酶具有“两面性”，CO2浓度较高时，该酶参与暗反应，催化C5与CO2反应，最终得到光合产物；O2浓度较高时，该酶参与光呼吸，催化C5与O2反应形成乙醇酸，最终产生CO2。图示实线部分为高光、高温条件下，水稻叶肉细胞的部分代谢过程，图示虚线为利用基因工程技术构建的光呼吸GOC支路。回答下列问题。 (1)光合作用暗反应过程中Rubisco催化反应的产物被还原，为其提供能量的物质是 。晴朗的夏季中午，水稻会出现“光合午休”现象，该现象的产生主要与一种植物激素含量的变化相关，该激素为 。 (2)图中参与光呼吸过程的细胞结构有 。研究发现，光照强度降低时，光呼吸的速率也会降低，推测其原因是 。 (3)光呼吸GOC支路的构建可显著提高水稻产量，其原理是 。 45．（2025·山东聊城·一模）光照强度是影响光合速率的重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题： (1)据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的 上，电子的最终供体是 ，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是 (2)图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果（Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率），则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了 （填“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后Fv/Fm的比值升高的原因是 。 (3)研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光（HH）处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ，试推测其可能的原因是 。 46．（2025·安徽·一模）如下图所示，PSI、PSⅡ、ATP合成酶等是植物叶绿体类囊体膜上与光合作用密切相关的一系列蛋白质复合体。回答下列问题：    (1)实验室中常用 （试剂）分离绿色植物叶片中的色素，得到四条色素带，PSⅡ、PSI中特殊状态的叶绿素a应在距离滤液细线的第 条色素带中。 (2)图中所示的电子传递链中，电子（e-）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是 。ATP的形成与类囊体膜两侧的H⁺浓度梯度有关，据图判断， H+浓度较高。在类囊体薄膜上，光能被转化为 中的化学能。 (3)某同学想设计实验证明光反应中ATP合成所需的能量来自类囊体膜两侧H+浓度差形成的电化学势能，请利用实验材料，完成实验设计。 实验材料：离体的叶绿体类囊体、pH为4的缓冲溶液、pH为8的缓冲溶液、ADP和Pi等。 实验思路：将离体的叶绿体类囊体置于 的缓冲溶液中一段时间；在 （填“黑暗”或“光照”）条件下，将上述离体的叶绿体类囊体转移到 的缓冲溶液中一段时间，并向缓冲溶液中添加 ，一段时间后，检测有无ATP的合成。 47．（2025·河南驻马店·一模）骨关节炎是一种常见的退行性疾病，病变的软骨细胞表现出ATP耗竭。我国的科研团队从菠菜中提取了类囊体，制备成能独立合成ATP的纳米类囊体单元（NTU），首次实现植物的类囊体递送到动物细胞，提高小鼠软骨细胞代谢速率，将小鼠“60岁”的衰老退变软骨细胞恢复至“20岁”状态。回答下列问题。    (1)研究者清洗并研磨菠菜叶片，通过 法获得叶绿体，再处理得到类囊体。将类囊体递送到小鼠软骨细胞后，选用红光照射的原因是 。 (2)若小鼠溶酶体异常，可能导致类风湿性关节炎，该病属于免疫系统的 功能异常导致的 病。 (3)研究者提取小鼠软骨细胞的细胞膜与NTU组装后获得CM-NTU，注入小鼠体内的CM-NTU可直接与小鼠软骨细胞融合。相比直接将类囊体注入小鼠，该操作的优点是 。 (4)为检验CM-NTU对骨关节炎的治疗效果，研究者手术横切健康小鼠的韧带，诱导得到骨关节炎模型鼠，使用磷酸盐缓冲液、溶于磷酸盐缓冲液的CM-NTU等试剂，照射相同时间和强度的红光后，检测小鼠疼痛程度和软骨细胞中的ATP含量。考虑手术本身对实验的影响，请写出该实验的分组情况及预期结果。 实验分组情况： 。 预期结果： 。 48．（2025·河南驻马店·一模）镉是我国水稻田重金属污染的首要污染物。伴矿景天作为镉超积累植物，是修复土壤镉污染的理想植物。不同水分处理下伴矿景天的各项生理指标如下表所示，其中WHC为土壤持水量，35%WHC代表土壤含水量为最大田间持水量的35%，回答下列问题。 处理 总干重 （g/盆） 叶绿素 （g/kg） 总叶面积 （cm2） 光合速率 [μmolCO2/（m2·s）] 35%WHC 8.68 0.51 46.82 9.81 70%WHC 12.10 0.45 59.44 9.01 100%WHC 2.14 0.18 9.23 5.34 淹水胁迫 1.57 0.10 7.67 4.36 (1)据表可知，70%WHC处理最有利于伴矿景天生长发育。该处理下，伴矿景天光合速率不是最高的，原因是 ；从光合作用的角度分析，总干重最高的原因是 。 (2)淹水胁迫时，伴矿景天的总干重最低，用细胞呼吸原理解释其原因： 。 (3)根毛区是伴矿景天植株主要吸收镉的部位。木霉的代谢产物中有吲哚乙酸，该物质的前体为 。推测木霉能够强化伴矿景天修复镉污染土壤的原因是 。 (4)伴矿景天的净光合速率可用单位时间内 量表示。光合速率不能直接测量得到，研究者获得光合速率的方法是 。 49．（2025·黑龙江·一模）LED植物灯作为一种人工光源，可以为植物补充额外的光照，从而有效调节果树的生长发育，提高产量和改善果实品质。下图对比了太阳光谱和某LED灯光谱主要光强分布情况及不同波长光谱下“夏黑”葡萄的光合作用效率变化之间的关系。请回答下列相关问题：    (1)提取“夏黑”葡萄叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许二氧化硅的作用是 。 (2)LED灯已经逐渐成为植物补光的主流选择。据图分析，对比地面太阳光，利用LED 灯补充光照的优点是 （答出1点即可）。 (3)科学家进一步探究了不同光谱对“夏黑”葡萄色素含量和净光合速率的影响，为在生产过程中选择合适光谱进行补光提供理论依据。选用若干大小一致的“夏黑”葡萄盆栽，分为三组，先进行遮光处理，然后分别设置对照（CK，不补光）、补主峰波长为630nm的红光（R630）、补主峰波长为460nm的蓝光（B460），培养7天后测定光合指标，结果如下表所示。 LED光质对“夏黑”葡萄最大净光合速率和光合色素含量的影响 处理 最大净光合速率Pn（umol∙m-2∙s-1） 叶绿素a（mg∙g-1） 叶绿素b（mg∙g-1） 类胡萝卜素（mg∙g-1） CK 9.192 0.57 0.7 0.12 R630 12.986 1.05 0.86 0.19 B460 14.367 0.49 0.24 0.10 ①据表分析，与叶绿素含量呈负相关的处理是 。 ②在实验过程中，除了葡萄盆栽的大小一致外，还需要考虑哪些问题来确保实验的准确性和可靠性： （至少答出2点）。 ③由以上图表可知，不同光谱对“夏黑”葡萄生长的影响不同。在实际生产中，如果以提高净光合速率、增加产量为首要目标，优先考虑使用 补光；如果以提高光合色素的积累为首要目标，则优先考虑使用 补光。 50．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）干旱胁迫会对生长过程中植物的形态产生显著影响，使植物的生长受到抑制。沙窝具有明显的早生外部形态结构和水分生理特性，其叶具有较厚的角质层，可抑制蒸腾失水，有特殊的组织增大叶绿体对光照和CO2的吸收面，提高光合活性。某研究所为研究沙蒿抗旱生理机制和水分耐受极限，测得相关数据（如表），请回答下列问题： 处理天数/d 叶绿素含量/（mg·g-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μmol·mol-1） 0 5.594 5.298 0.029 110.464 6 4.921 2.695 0.007 230.722 12 5.026 0.415 0.005 333.221 18 4.762 0.056 0.002 419.362 24 4.214 -0.546 0.001 528.135 表1 (1)测定沙蒿叶肉细胞的叶绿素含量时用 提取色素，土壤含水率降低时观测到的沙蒿叶色由绿色变为黄色的原因是 。 (2)若气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，光合速率降低，称为气孔限制因素：若气孔导度下降，胞间CO2浓度较高，则光合速率降低是受其他因素的影响，称为非气孔限制因素，气孔限制因素主要通过影响 （填“光反应”或“暗反应”），从而影响光合速率。据表1分析，在干旱胁迫条件下，导致沙蒿光合速率下降的为 （填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”）。 (3)下图是沙蒿叶肉细胞类囊体膜上发生的部分生理过程，反应中心PSII、PSI中含有特殊状态的叶绿素a，它们能利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC等是传递电子的蛋白质。图中实线为电子的传递过程，虚线为H+的运输过程。当条件适宜时，部位甲的H⁺浓度大于部位乙，造成该H+浓度差原因有电子（e-）传递过程中释放的能量促进PQ蛋白运输H+和 、 等过程。H⁺通过ATP合酶的运输方式为 。    (4)进一步研究发现，外源NO还可缓解干旱胁迫下色素蛋白复合体PSII受到的破坏，从而增加光合速率。请以沙蒿为实验材料设计实验进行验证，请设计实验思路并预测实验结果（PSH的具体检测方法不做要求）： 51．（2025·江西·一模）铁是叶绿素合成关键酶的激活剂，缺铁时，植物叶肉细胞的RuBP羧化酶（催化RuBP与反应）活性明显下降，进而抑制光合作用，造成作物大量减产。下图是水稻的光合作用暗反应示意图，某研究小组将生长状况相似的水稻幼苗均分为、两组进行实验探究，组培养在完全培养液中，组培养在缺的培养液中，其他条件相同且适宜（假设呼吸速率基本不变）。持续提供标记的进行光合作用，一段时间后，检测并比较两组积累的标记的有机化合物的量、释放速率和吸收速率，发现组中标记的的量、释放速率和吸收速率均比组的低。请回答下列问题： (1)若以作为光合作用原料，在卡尔文循环中首先出现的是 。该三碳化合物在 等物质存在的情况下，被还原为3-磷酸甘油醛。 (2)实验中的“其他条件”主要是指 （至少答两项）。若在实验过程中突然停止供应，则此时两组实验中比值均会 （填“升高”或“降低”）。 (3)该研究小组的实验目的是 。经一段时间的检测发现，B组中标记的的量、释放速率和吸收速率均比A组的低，据干题信息分析，其原因是 。据题可知，在农业生产中，为促进水稻增产，可以采取的措施是 。 52．（2025·福建厦门·一模）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 。 53．（2025·安徽滁州·一模）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） 。 54．（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 。 55．（2025·广东深圳·一模）为选育适应弱光环境的优质水稻品种，研究人员通过γ射线诱变籼稻获得1株早熟䬺绿突变体水稻pe-1，并对水稻弱光胁迫的响应机制进行一系列研究。回答下列问题： (1)为了进行后续研究，研究人员通过 获得更多能稳定遗传的pe-1水稻。 (2)在水稻生长关键期，对野生型和pe-1水稻进行25％遮光处理7天，定期采集等量叶片浸泡在 （试剂）中浸提光合色素，直至叶片的颜色变成 ，再进行后续操作。 (3)经测定，野生型和pc-1叶绿素含量如图。据图分析，弱光胁迫后pe-1水稻叶片的黄化程度比野生型 （填“低”或“高”），依据是 。 (4)除光照外，CO2浓度也是影响光合作用的重要因素。绿叶吸收的CO2，在Robixco催化下，与C5结合，该过程是在细胞内的 发生，被称作 。在水稻大田种植过程中，试提出提高CO2供应量的一种具体措施 。 56．（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”）。 57．（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 。 58．（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 。 59．（2025·四川巴中·一模）19世纪末科学家形成了光合作用的整体反应式，但整体反应式只是表征了反应物和生成物之间的关系，并未说明所涉及的机制。直到1905年，布莱克曼在研究光合速率与环境因素(如图所示)的关系时有所突破。请回答下列问题： (1)上图中实验的自变量为 ，在0～150fc的低光照强度下，光合作用速率随光照强度的增加而增加，与温度无关，这说明 。 (2)布莱克曼推测光合作用中存在两个阶段：一个是光依赖性反应，另一个是非光依赖性反应。据图分析，布莱克曼认为存在非光依赖性反应的依据是 。 (3)后来瓦尔堡利用小球藻进行闪光实验验证布莱克曼的推测，处理方式和结果如图所示。 ①据图推测，如果B组的光合产物量在 范围时，说明光合作用存在非光依赖性的反应，由此证明了布莱克曼的推测。 ②科学家在B组基础上增设了多组改变光暗交替频率的实验，总光照时间与B组一致，发现在较高的光暗交替频率条件下，光合产物量很接近A组。请从光反应和暗反应的关系角度解释原因 。 60．（2025·广东梅州·一模）微量元素肥料（微肥）会影响植物的光合作用。水培橡胶苗时，叶面微肥或配施促吸收剂会影响叶片的光合作用速率，其相关生理指标见下图。（CK组：叶面喷施超纯水；W组：叶面喷施微肥；C1+W组：叶面喷施促吸收剂（C1+微肥；C2+W组：叶面喷施促吸收剂C2+微肥。）回答下列问题：    (1)与对照组（CK组）相比，实验组的设置采用了自变量控制中的 （填科学方法）。 (2)据图分析可知，与CK组相比，微肥单施或与促吸收剂C1配施对光合色素的促进作用在于显著提高 （填“叶绿素a”或“叶绿素b”或“叶绿素a和叶绿素b”）的含量；比较叶绿素含量需要提取色素，其方法是 。 (3)据图分析微肥单施或与促吸收剂配施可促进橡胶苗生长的原因是 。 (4)橡胶叶片角质层厚，实际生产中采用叶面施肥促进橡胶的氮含量效果不显著，请你从生态学角度提出合理的解决措施： 。 61．（2025·吉林延边·一模）缺镁是导致植物叶片黄化的主要原因。为探究缺镁对龙眼光合作用的影响，研究人员做了相关研究，结果如图1所示。回答下列问题。 (1)该实验的自变量是 ，研究人员在不同的条件下检测的是龙眼叶片的 （填“总光合速率”或“净光合速率”）。 (2)据图1分析，缺镁导致龙眼叶片CO2吸收速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体 上的叶绿素含量下降，影响光反应 的产生，进而影响暗反应；另一方面，龙眼缺镁会导致呼吸作用速率 ，从而影响CO2吸收速率。 (3)当光照强度为800umol·m-2·s-1时，检测两组龙眼叶片的气孔相对开度和叶肉细胞间CO2浓度，结果如图2所示。CO2从气孔进入细胞间，主要通过 方式进入叶肉细胞叶绿体基质中，与C5结合产生C3，这一反应过程称为 。根据图2数据推测，缺镁组CO2吸收速率下降的主要原因并不是气孔相对开度，依据是 。 (4)为了进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，研究人员进行了相关实验，简要写出研究思路 。 62．（2025·陕西西安·一模）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响，甲、乙、丙组均保留结果枝顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用，实验结果见下表，表中净光合速率是指单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。回答下列问题： 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹) 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物(mg) 21.96 37.38 66.06 单果重(g) 11.81 12.21 19.59 (1)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物被还原生成糖类，NADPH在该过程中的作用是 。光合产物糖类分子可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。实验开始前需要对结果枝基部树皮(含韧皮部)进行环剥处理(如图所示)，目的是 。 (2)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 (填“升高”或“降低”)，果实中含13C光合产物的量 (填“增加”或“减少”)。库源比降低导致果实单果重变化的原因是 。 (3)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见下表。 果实位置 果实中含13C光合产物(mg) 单果重(g) 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据上表的实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。 (4)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝合格果实产量(单果重10g以上为合格)的是___________。(单选) A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土 63．（2025·江西新余·一模）植物工厂是利用高精度环境控制实现植物周年循环连续生产的现代化种植系统，即通过电脑对光照、湿度、温度、空气中二氧化碳浓度和营养液水平等环境因素实行全自动调控。生菜具有营养价值丰富、生育期短、商品性好等特点，已成为植物工厂水培生产系统中的主栽叶菜品种。请回答下列问题： (1)在无土栽培过程中营养液里的氮元素被生菜根系吸收，进入叶肉细胞可用于 （至少答2种）物质的合成，进而促进光合作用。培养过程中，还需要定时向营养液通入空气并更换营养液，其主要原因是 。 (2)下表是三种不同的光照模式：LED红蓝光常规光照（NL，光照18h/黑暗6h，红光/蓝光=4:1）、红蓝光连续光照（CL，光照24h/黑暗0h，红光/蓝光=4∶1）和红蓝光交替连续光照（CL-A，红光照射18h，蓝光照射6h）对水培生菜生长、产量和昼夜自由基清除率（DPPH）及H2O2含量和丙二醛（MDA）含量影响的部分取样数据。 地上部鲜重/g 淀粉含量 叶面积/cm2 伤害叶面积比例/% H2O2含量 DPPH MDA NL 39.53 1.82 468 18.85 1.53 26.06 1.22 CL 45.32 5.19 606 26.18 2.51 36.97 2.57 CL-A 54.71 8.83 766 7.79 1.61 45.91 1.51 注：MDA是脂质过氧化的标志性产物，主要由细胞膜中的多不饱和脂肪酸在活性氧（ROS）和自由基的攻击下分解产生。脂质过氧化会损害细胞膜的结构和功能，导致细胞凋亡等生理功能紊乱。 植物工厂通常会选择LED红蓝光是因为 。通过数据分析可知，相较于NL，CL和CL-A （填“有利于”或“不利于”）提高生菜产量。但3种光照处理下生菜叶片均出现不同程度的伤害，其中CL模式下叶片伤害程度最高。根据表格数据推测，光质交替对LED红蓝光连续光照生菜生理伤害的削减作用机制可能是 。 (3)新生叶片出现钙缺乏，会表现为叶片边缘皱缩、褪绿，叶尖枯黄，即“干烧心”，且维生素C是衡量生菜营养的重要指标之一，请设计实验探究叶面喷施不同浓度的氯化钙溶液对生菜品质以及“干烧心”的影响，其实验设计思路是 。 64．（2025·广东茂名·一模）某科研团队研究高温胁迫对番茄生长的影响，结果如下表所示。回答下列问题： 组别 叶绿素含量（mg·dm-2） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 羧化效率 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 根茎叶（g） 果实（g） 常温 3.89 0.14 253 0.12 13.9 80 16.25 高温 3.15 0.19 282 0.05 11.2 76.07 20.99 (1)从表中数据可知，在高温胁迫下，番茄的净光合速率较常温组低 （“是”或“不是”）气孔因素引起的，判断依据是 。 (2)研究表明，相比于常温组，高温胁迫组净光合速率较低的原因是 ，果实较重的原因是 。 (3)D1蛋白是光系统的反应中心蛋白，由叶绿体中的psbA基因指导合成。为提高番茄的耐高温性，科学家将拟南芥叶绿体中编码D1蛋白的psbA基因整合到番茄染色体DNA上，以实现D1蛋白在番茄中的高表达。下图是构建的基因表达载体部分示意图。    导入的psbA基因翻译场所是细胞质中的 ，其产生的D1蛋白需转移到 起作用。启动子是序列 （填“I”或“Ⅱ”），另一个序列的作用是 。 65．（2025·江西上饶·一模）光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段。请根据相关信息回答相关问题： Ⅰ、图1是念珠蓝细菌内光合片层上进行的光反应阶段示意图。 Ⅱ、景天科植物菠萝同化CO2的方式比较特殊：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，以适应其生活环境。其部分代谢途径如图2所示。 (1)图1中的物质X和物质Y分别是 和 。 (2)图1中细胞质基质的H+运输通过光合片层的物质运输方式是 。光合片层图1中ATP合成酶合成ATP所需能量的直接来源是 。 (3)菠萝参与①过程的CO2来源于 过程。 (4)如果白天适当提高环境中的CO2浓度，菠萝的光合作用速率变化是 （填“增加”或“降低”或“基本不变”），其原因是 。 66．（2025·广东·一模）光是调节植物生长发育的重要环境因子；盐胁迫会导致光合系统受到损害。研究人员以番茄幼苗为材料，研究在盐胁迫条件下不同红光与远红光比值（R：Fr）对番茄幼苗形态建成、叶绿素含量和光合速率的影响，部分结果如表。 LED光源/盐胁迫 叶面积/cm2 茎粗/mm 株高/cm 干重/g 叶绿素含量/ （ug•g-1） 净光合速率/ （μmol•m--2•s-1） 光饱和点/ （μmol•m-2•s-1） CK（R：Fr=7.4） 435.31 6.02 18.23 1.73 2.77 17.08 1300 T1（R：Fr=7.4） +盐胁迫 201.62 4.31 11.97 0.79 2.01 5.02 500 T2（R：Fr=1.2） +盐胁迫 318.91 5.11 15.62 1.23 2.34 10.15 800 T3（R：Fr=0.8） +盐胁迫 401.91 5.85 17.32 1.62 2.43 13.09 1100 注：1本实验CK组为白色LED光源，T2、T3为在CK组的基础上添加不同强度的LED远红光光源，形成了番茄幼苗生长发育的光环境。 2表中数据为实验第8天时的结果。 回答下列问题： (1)叶绿体类囊体膜中集中着大量光合色素，其作用是 ，其中可吸收蓝紫光的色素是 。盐胁迫下，一方面，番茄幼苗的细胞以 方式失水，使细胞液渗透压增大，生长受抑制；另一方面，叶绿素含量下降，幼苗捕获光能减少，生成的 减少，使光合速率下降。 (2)植物体内的 可感受环境中R：Fr配比的光信息变化，从而影响植物的 和形态建成。从表中信息推测，适当补充 （填“红光”或“远红光”），能显著缓解盐胁迫对番茄幼苗的伤害。其原因可能是适当降低光环境中的R：Fr值，促进了番茄幼苗株高，增加了叶面积和茎粗，抑制了叶绿素的分解，显著提高了幼苗的 和净光合速率，缓解番茄幼苗的盐胁迫，提高抗盐性。 (3)综合上述，若要提高设施栽培中番茄的产量，请提出可行的措施 （答2点即可）。 67．（2025·山东枣庄·一模）土壤盐溶液浓度过大对植物造成的危害称为盐胁迫，植物表现为吸水困难、生理功能紊乱等。研究人员用高浓度NaCl溶液处理玉米苗研究盐胁迫对玉米光合特性的影响，结果如图所示；同时研究了盐胁迫环境下对玉米苗喷施脱落酸（ABA）对光合特性的影响，结果如表所示。 参数 无盐胁迫对照组 喷施脱落酸浓度（μmol·L-1） 0 1 2.5 5 10 光合速率（μmol·m-2·s-1） 11.11 5.62 5.96 10.58 12.77 6.17 气孔导度（mmol·m-2·s-1 1.50 0.23 0.43 0.99 1.19 0.35 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 248 221 252 249 246 242 (1)图中色素含量可以通过纸层析法进行研究，实验时层析液不能超过滤液细线的原因是 ，距离滤液细线最近的色素条带呈现 色，主要吸收 光。 (2)盐胁迫会导致玉米光合速率降低，但不同时期导致降低的原因有所不同，据图分析0-15天主要是因为 ；15—30天主要是因为 。 (3)据表分析，喷施ABA对盐胁迫条件下玉米光合速率的影响是 ，为进一步探究缓解盐胁迫的最适ABA浓度，可采用的实验思路是 。 68．（2025·安徽马鞍山·一模）以下是科研人员研究Mg2+对水稻光合作用速率的影响，相关指标的测定结果如下图所示。回答下列问题。 (1)Mg2+是合成某类光合色素的原料，该类色素主要吸收 光；结合图1分析该类色素的合成除了受Mg2+影响，还受 影响。 (2)酶R可催化CO2的固定，请结合图1和图2以及所学知识说明Mg2+是如何提升最大CO2固定速率的 。 (3)为进一步探究叶绿体中Mg2+规律性波动的原因，科研人员继续对野生型、突变体MT3（MT3基因缺失）和突变体OS（OS基因缺失）的叶绿体中Mg2+含量进行了同等条件下的测定，结果如下表。 序号 水稻植株 叶绿体中Mg2+相对含量 1 野生型 2.5 2 突变体MT3 1.5 3 突变体OS 3.5 突变体MT3组的设置运用了自变量控制中的 （填科学方法）。研究发现MT3蛋白为Mg2+转运蛋白，依据表中数据推测叶绿体膜上还 （填“存在”或“不存在”）其他Mg2+转运蛋白；同时发现OS蛋白并不是Mg2+转运蛋白，推测OS蛋白改变叶绿体中Mg2+相对含量的机制可能是 。 69．（2025·湖南邵阳·一模）当光照过强，积累的NADPH会造成叶绿体损伤，导致光合速率下降。下图表示eATP与呼吸链对某植物光合作用的影响（细胞内ATP为iATP，细胞外ATP为eATP），由交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光。根据所学知识回答下列问题： (1)产生iATP的场所有 （至少写出两点）。 (2)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，其作用是 。 (3)氰化物可抑制COX的活性从而抑制细胞呼吸，植物可通过AOX进行抗氰呼吸，但该过程释放的热能更多。与正常细胞呼吸相比，抗氰呼吸过程中生成的ATP （填“较多”或“较少”）。 (4)交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光的原因是 。 (5)研究者推测，eATP可能是作为 调节植物的光合作用。为探究强光条件下eATP对植物光合速率的影响，请写出实验思路 。 70．（2025·安徽黄山·一模）景天科植物适宜生长在干旱炎热地区，夜间气孔开放吸收CO2。吸收的CO2与磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）结合形成苹果酸积累于液泡，该过程需要PEP羧化酶催化；白天气孔关闭，苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图1所示。    (1)测定植物叶肉细胞中叶绿素含量时应将光合色素提取液置于红光下测定吸光度，使用红光而非蓝紫光的原因是 。 (2)景天科植物的暗反应只能在 （填“白天”或“夜晚”）进行，此时，暗反应所需CO2来源于 的代谢过程。景天科植物的气孔通常在白天关闭，而在夜晚打开吸收CO2，这一特性的意义是 （答出2点）。 (3)为探究温度对某景天科植物光合作用的影响，某实验小组通过 法提取了该植物部分叶肉细胞中的叶绿体，制作成悬液，设为甲组，取等量生理状况相同的同种植物叶肉细胞，制作单细胞悬液，设为乙组。甲、乙两组置于不同温度下，其他实验条件相同且适宜，测量CO2吸收速率，结果如图2。随着温度的升高，该实验中细胞的呼吸速率的变化趋势是 。    71．（2025·云南曲靖·一模）莴苣是一种食用蔬菜，常用于植物生理学方面的科学研究。光可以为莴苣提供能量，驱动莴苣叶肉细胞光合作用的进行；光也可以作为信号影响莴苣的生长发育。回答下列问题：    (1)CO2进入叶绿体后，与E结合生成了F，随后被A还原，F是 ，A是 。 (2)反应I中的叶绿素a主要吸收 。反应Ⅱ中，CO2的浓度突然升高后，短时间内D和F的含量分别 、 。（填“增多”“减少”或“不变”） (3)若把某株莴苣置于密闭的玻璃罩内，给予充足的光照，其他条件适宜，预测玻璃罩内CO2浓度的变化情况是 。 (4)科研人员对莴苣种子进行红光和红外光的交替曝光处理，然后置于暗处。一段时间后，观察到种子的发芽情况如下表。请分析回答有关问题。    光照处理方式 发芽情况 无光照 不发芽 红光 　发芽 红光→红外光 不发芽 红光→红外光→红光 　发芽 红光→红外光→红光→红外光 不发芽 ①据上表可推测种子是否萌发取决于 。 ②研究发现红光和远红光调控莴苣种子的萌发还与种子中赤霉素的含量有关，如图2.据图分析红光和远红光处理影响种子萌发的机制是 。 72．（2025·贵州毕节·一模）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和下图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中固定的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。） 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.60 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表回答下列问题： (1)光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，其中暗反应阶段为光反应阶段提供的物质有 。 (2)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片主要吸收可见光中的 光。 (3)光照强度逐渐增加达到2000μmolm-2s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（选填“高于”“低于”或“等于”）。ygl有较高光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。 73．（2025·云南昆明·一模）随着工业的发展，镉污染对环境和人类健康造成了极大的威胁。研究表明，镉对香樟幼苗光合作用具有抑制作用。为研究吲哚乙酸对镉胁迫下香樟幼苗光合作用的影响，某研究小组进行了相关实验，结果见下表。 组别 实验处理 叶绿素含量mg/g 镉浓度mg/kg 吲哚乙酸浓度mg/kg 甲 0 0 1.846 乙 20 0 1.337 丙 20 5 1.585 丁 20 10 2.141 戊 20 40 1.756 回答下列问题。 (1)香樟叶片中的叶绿素吸收的光能有以下两方面用途： 。为提取香樟叶片中的叶绿素，应在研钵中加入剪碎的香樟叶片和 ，经快速研磨、过滤后收集滤液。 (2)与甲组相比，乙组的实验结果说明 。 (3)据表分析，吲哚乙酸可 （填“加剧”或“缓解”）镉对香樟幼苗光合作用的抑制。为进一步探究吲哚乙酸作用的最适浓度，请写出简要的实验思路 。 试卷第1页，共3页 2 / 51 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 光合作用 光合作用考点01 一、单选题 1．（2025·河北沧州·一模）下图表示绿色植物光合作用过程中物质的变化，A和B表示不同的过程，①～④表示代谢产物。下列叙述错误的是（    ）    A．绿色植物中没有叶绿体的细胞无法发生图示A、B过程 B．①产生后可在同一细胞的线粒体内膜上被利用 C．③生成后会从叶绿体基质移动至类囊体薄膜 D．若突然提高光照强度，短时间内②和④的含量均会减少 【答案】D 【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和暗反应两个阶段。其中光反应可以为暗反应通过[H]和ATP，暗反应可以分为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。 【详解】A、绿色植物没有叶绿体不能进行光合作用，A和B分别表示光反应和暗反应，A正确； B、①是氧气，产生后可在同一细胞中被细胞呼吸第三阶段（在线粒体内膜）利用或释放出细胞，B正确； C、③是ADP和Pi，在叶绿体基质中产生后将移动至类囊体薄膜合成ATP，C正确； D、②是NADP＋，④是C5，若突然降低光照强度，光反应减弱，生成的NADPH减少，则短时间②内的含量会增加，④的含量会减少（光反应减弱，C3还原生成的C5减少），D错误。 故选D。 2．（2025·河北保定·一模）P 蛋白由核内P 基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。 M 蛋白可降低P 蛋白的2-羟基异丁酰化修饰，从而削弱P 蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能， 进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致棉花的抗病性下降。下列叙述错误的是（　　） A．若 P 蛋白的翻译受到抑制，则可能会导致棉花的抗病性下降 B．M蛋白基因缺失突变体的叶绿体产生活性氧的能力相对较高 C．捕光复合体Ⅱ损伤后，光反应为C3还原提供的NADPH、ATP会减少 D．P蛋白的2-羟基异丁酰化修饰，不利于P 蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复 【答案】D 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。 暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】A、P 蛋白参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复，若 P 蛋白的翻译受到抑制，则可能会导致棉花的抗病性下降，A正确； B、M 蛋白可降低P 蛋白的修复功能，降低叶绿体产生活性氧的能力，因此M蛋白基因缺失突变体的叶绿体产生活性氧的能力相对较高，B正确； C、捕光复合体Ⅱ参与光反应，捕光复合体Ⅱ损伤后，光反应为C3还原提供的NADPH、ATP会减少，C正确； D、 M 蛋白可降低P 蛋白的2-羟基异丁酰化修饰，从而削弱P 蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，说明P蛋白的2-羟基异丁酰化修饰，有利于P 蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，D错误。 故选D。 3．（2025·山东青岛·一模）我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，使磁性螺旋藻（MSP）能在外部磁场控制下，靶向运动至癌变部位，促进癌细胞的放疗，治疗机制如图所示。已知肿瘤组织内部的缺氧环境可以减少含氧自由基的生成。下列说法正确的是（    ） A．螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物，但不存在DNA-蛋白质复合物 B．外界提供磁场、放射线、激光的条件后，MSP就能充分发挥作用 C．过程①利用MSP叶绿体释放的O2改善肿瘤组织内部的缺氧环境 D．过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜 【答案】D 【分析】癌细胞是正常细胞在致癌因子的作用下，遗传物质发生改变，成为不受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞。 【详解】A、螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物（如核糖体），也存在DNA-蛋白质复合物，如转录时RNA聚合酶与DNA结合，A错误； B、放射线、激光等条件会导致磁性螺旋藻解体，B错误； C、螺旋藻是颤蓝细菌，为原核生物，没有叶绿体，C错误； D、过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜，D正确。 故选D。 4．（2025·安徽蚌埠·一模）为研究温度对植物生长的影响，研究人员将某种藻类随机均分成四组，在不同温度下先分别暗处理lh，紧接着再光照1h（光照强度相同），测其质量，结果如下表所示：若每天用上述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则最适宜该藻类生长的温度是（　　） 温度/℃ 0 5 10 15 初始质量/mg 50 50 50 50 暗处理后质量/mg 49.5 49 48 44 光照后质量/mg 53.5 55 56 54 A．0℃ B．5℃ C．10℃ D．15℃ 【答案】B 【分析】总光合速率=呼吸速率+净光合速率。植物的总光合速率一般用植物固定CO2速率、植物产生O2速率、植物制造有机物速率来代表，净光合速率一般用植物吸收CO2速率、植物释放O2速率、植物积累有机物速率来代表，呼吸速率一般用（黑暗条件下）植物释放CO2速率、植物吸收O2速率、植物消耗有机物速率来代表。 【详解】暗处理时，植物只能进行呼吸作用消耗有机物，因此每小时呼吸速率可用：初始质量-暗处理后质量的差值来代表；光照条件下，植物即可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，则光照1h植物增加的质量可以代表植物每小时的净光合速率，即用光照后质量-暗处理后质量的差值来代表。用上述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则植物在一天24小时的净光合速率=6×每小时的总光合速率-24×每小时的呼吸速率=6×（每小时的呼吸速率+每小时的净光合速率）-24×每小时的呼吸速率=6×每小时的净光合速率-18×每小时的呼吸速率=6×（光照后质量-暗处理后质量）-18×（初始质量-暗处理后质量）=6×光照后质量-18×初始质量+12×暗处理后质量，将表中各温度下的数据带入公式，可得，0℃下，该藻类一天24小时的净光合速率=6×53.5-18×50+12×49.5=15；5℃下，该藻类一天24小时的净光合速率=6×55-18×50+12×49=18；10℃下，该藻类一天24小时的净光合速率=6×56-18×50+12×48=12；15℃下，该藻类一天24小时的净光合速率=6×54-18×50+12×44=-48；该藻类一天24小时的净光合速率越大，积累的有机物越多，越有利于其生长，5℃该藻类积累的有机物最多，因此最适宜生长，B正确，ACD错误。 故选B。 5．（2025·福建龙岩·一模）氧化石墨烯（GO）是一种纳米材料，被广泛应用于农业生产中。研究人员为探究GO是否会影响植物的生长发育，利用黑麦草进行相关实验，得到如下数据： 组别 GO浓度/ 总叶绿素/ 净光合速率 / 气孔导度 / 胞间二氧化碳浓度/ 1 0 3.31 15.23 0.314 185.25 2 10 3.47 15.70 0.324 182.25 3 20 3.19 14.53 0.309 191.50 4 30 3.02 13.85 0.288 194.75 5 40 2.83 13.25 0.282 201.75 6 50 2.45 13.00 0.280 200.20 下列叙述正确的是（　　） A．净光合速率可用黑麦草单位时间内的固定量表示 B．第3-6组净光合速率降低是由于GO引起黑麦草叶片气孔部分关闭 C．推测GO可能会破坏叶绿体结构，降低总叶绿素含量 D．上述实验说明少量GO释放到土壤中就会抑制植物的生长 【答案】C 【分析】光合作用的过程：光反应阶段：场所是类囊体薄膜；包括水的光解和ATP的生成；暗反应阶段：场所是叶绿体基质；包括CO2的固定和三碳化合物的还原。影响光合作用的主要外界因素是光照强度、温度和二氧化碳浓度等。 【详解】A、净光合速率可用黑麦草单位时间内 CO2 的吸收量表示，A错误； B、第3-6组净光合速率降低的原因是叶绿素含量下降导致的，因为第3-6组气孔导度虽然下降，但胞间二氧化碳浓度反而上升，可见第3-6组净光合速率降低的原因不是GO引起黑麦草叶片气孔部分关闭引起的，B错误； C、根据实验数据可推测 20−50mg⋅g-1 GO可能会破坏叶绿体结构，降低总叶绿素含量，进而导致净光合速率下降，C正确； D、上述实验不能说明少量GO释放到土壤中就会抑制植物的生长，因为第2组实验结果表现为净光合速率上升，D错误。 故选C。 6．（2025·安徽·一模）生物学是一门以实验为基础的科学，生物学实验中为了达成实验目的，在实验过程中需利用各种科学方法、实施不同的实验操作。下列表格中各选项实验一和实验二的科学方法、利用的原理或实验处理目的不一致的是（　　） 选项 实验一 实验二 A 用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片 用镊子将已解离的根尖弄碎，盖上盖玻片，再用拇指轻压盖玻片 B 向豆浆中加入双缩脲试剂A液后，再滴加双缩脲试剂B液 向溶于NaCl溶液的丝状物中加入二苯胺试剂后加热 C 对含有酵母菌的培养液进行通气处理 对含有酵母菌的葡萄汁进行密封处理 D 向S型细菌的细胞提取物中加入DNA酶后，再将其加入含有R型细菌的培养基 将公鸡摘除睾丸后观察其雄性特征的变化 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】DNA主要分布在细胞核内，RNA大部分存在于细胞质中。甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。 【详解】A、“用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片”和“用镊子将已解离的根尖弄碎，盖上盖玻片，再用拇指轻压盖玻片”，都是为了把多层细胞结构变成单层细胞结构，以便于进行显微观察，A不符合题意； B、“向豆浆中加入双缩脲试剂A液后，再滴加双缩脲试剂B液”和“向溶于NaCl溶液的丝状物中加入二苯胺试剂后加热”，都是利用某些化学试剂能够与相关化合物产生特定的颜色反应，B不符合题意； C、“对含有酵母菌的培养液进行通气处理”是为了让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，从而增大酵母菌数量，而“对含有酵母菌的葡萄汁进行密封处理”是为了使酵母菌进行无氧呼吸，从而获得酒精，C项符合题意； D、“向S型细菌的细胞提取物中加入DNA酶后，再将其加入含有R型细菌的培养基”和“将公鸡摘除睾丸后观察其雄性特征的变化”，都利用了自变量处理中的减法原理，D不符合题意。 故选C。 7．（2025·湖北武汉·一模）某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR和TS303对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响，结果如下图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上，标注的不同字母表示实验结果间存在显著差异。下列分析正确的是（    ） 注:CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并 Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。 A．Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响 B．Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复到正常 C．Al 胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均使净光合速率恢复到正常 D．EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫,且EBR效果优于TS303 【答案】B 【分析】植物激素指的是在植物体内合成，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。 【详解】A、根据实验数据可以看出，Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积无显著影响，A错误； B、Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积基本恢复到正常，B正确； C、结合图示可知，Al 胁迫 14 天时，EBR处理不能使净光合速率恢复到正常，但TS303处理可使净光合速率基本达到正常，C错误； D、EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫，且TS303效果优于EBR，D错误。 故选B。 8．（2025·贵州·一模）韭黄是韭菜隔绝光照在黑暗中种植获得的。某同学用韭菜和韭黄进行了光合色素的提取和分离实验，分别得到滤纸条甲和乙，如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该实验不能证明光照影响叶绿素的合成 B．研磨时加入二氧化硅可以防止研磨中叶绿素被破坏 C．滤纸条乙的2条色素带从上至下为叶绿素a、叶绿素b D．色素分离的原理是不同色素在有机溶剂中的溶解度不同 【答案】D 【分析】叶绿素的提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。叶绿素分离的原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。层析的结果自上而下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 【详解】A、从实验结果可知，图乙中缺少两种色素，分别是叶绿素a和叶绿素b，甲与乙区别在于甲用的是韭菜，是在光照条件下，乙用的是韭黄，是在黑暗条件下，说明光照对叶绿素的合成有影响，A错误； B、研磨时加入二氧化硅的目的是充分研磨，加入碳酸钙的目的是防止研磨中叶绿素被破坏，B错误； C、滤纸条乙的2条色素带从上至下为胡萝卜素、叶黄素，C错误； D、色素分离的原理是不同色素在有机溶剂的溶解度不同，D正确。 故选D。 9．（2025·江西·一模）古诗词是中国人民智慧的结晶，许多诗词中蕴含丰富的生物学原理。下列叙述错误的是（    ） A．“春色满园关不住，一枝红杏出墙来。”——植物的向光性主要与背光侧生长素含量较多有关 B．“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。”——春天植物在光合作用时，水的光解发生在类囊体薄膜上 C．“晓来谁染霜林醉？总是离人泪。”——低温导致叶绿素的分解，使得枫叶呈现红色 D．“落红不是无情物，化作春泥更护花。”——微生物通过分解作用为植物提供物质和能量 【答案】D 【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，包括水的光解和ATP、NADPH的生成，暗反应发生在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。 2、叶绿素的合成和分解会受到温度等环境因素的影响，低温导致叶绿素分解。 3、植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀从而造成向光弯曲。 4、分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。 【详解】A、植物的向光性是由于生长素在背光侧分布较多，导致细胞伸长生长较快，A正确；     B、春天水温升高，藻类繁殖使江水变绿，水的光解是光反应阶段的过程，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；    C、低温会影响叶绿素的合成或导致叶绿素分解，从而使枫叶呈现红色（植物细胞液泡中花青素的颜色），C正确； D、微生物分解有机物后，能为植物提供矿质元素等物质，但分解过程中释放的能量会以热能形式散失，或用于微生物自身代谢，植物无法直接利用这部分能量，D错误。 故选D。 10．（2025·山西吕梁·一模）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（    ） A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，在滤纸条上自上而下第三条带呈黄绿色 D．质壁分离过程中，黑藻细胞内液泡体积变小，吸水能力增强 【答案】C 【分析】黑藻叶片细胞含有较多的叶绿体，可以用于观察植物细胞中的叶绿体，也可以用于叶绿体中色素的提取与分离实验。提取色素的原理：色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素；同时，黑藻叶片细胞是成熟的植物细胞，含有大液泡，可用于观察质壁分离和复原；但黑藻叶片细胞已经高度分化，不再分裂，不能用于观察植物细胞的有丝分裂。 【详解】A、黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，A正确； B、黑藻成熟叶片为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确； C、黑藻是沉水草本植物，用黑藻叶片进行色素的提取与分离，则滤纸条自上而下依次是胡萝卜素(橙黄色) 、叶黄素(黄色) 、叶绿素a (蓝绿色) 、叶绿素b (黄绿色)， 从上至下第三条色素带呈蓝绿色，C错误； D、质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，D正确。 故选C。 11．（2025·湖北武汉·一模）将银边天竺葵的叶片分为如下图所示的以XX⑦四个区域,再将叶片置于适宜光照条件下48小时。若要验证光照和叶绿素是植物进行光合作用合成淀粉的必要条件,可以不需要检测淀粉含量的区域是(不考虑实验过程中区域间有机物的转移) （    ） A．W区 B．X区 C．Y区 D．Z区 【答案】D 【分析】1、植物细胞可以通过渗透作用失水或吸水。实现渗透作用的条件是有半透膜和浓度差。一个成熟的植物细胞可以看做是一个渗透装置。 2、证明叶绿体是进行光合作用的场所，银边天竺葵的叶片是较好的实验材料，因为其边缘白色无叶绿体，中间绿色有叶绿体。给予光照，看产生淀粉的位置即可证明。 【详解】A、W区为白色区域，无叶绿素，有光照。该区域可用于探究没有叶绿素时，即使有光照，植物能否进行光合作用合成淀粉，A不符合题意； B、X区为绿色区域，有叶绿素，有光照。此区域作为正常能进行光合作用的对照区域，用于验证在有光照和叶绿素的条件下，植物可以进行光合作用合成淀粉，B不符合题意； C、Y区遮光绿色区域，有叶绿素，但无光照。该区域可用于探究没有光照时，即使有叶绿素，植物能否进行光合作用合成淀粉，C不符合题意； D、遮光白色区域，无叶绿素，无光照。该区域不具备光合作用的两个必要条件（光照和叶绿素），无论是否检测其淀粉含量，都无法对“光照和叶绿素是植物进行光合作用合成淀粉的必要条件”，D符合题意。 故选D。 12．（2025·江西·一模）某实验小组欲探究O3浓度增大和温度升高对水稻叶片光合作用的影响，以水稻为实验材料，设置两个O3浓度（环境大气O3浓度和1.5倍环境大气O3浓度）和三个温度处理[环境温度（CK）、冠层红外增温+1.5℃和冠层红外增温+2℃]，于灌浆后期测定各组水稻叶片的饱和光合速率（饱和光合速率是指在一定的光照强度下，植物光合作用速率达到最大值时的光合速率），结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．各组应选取数量相等、长势较一致的水稻叶进行饱和光合速率的测定 B．实验表明，O3对饱和光合速率的抑制作用随O3暴露时间的延长而增强 C．实验结果表明，O3浓度增大会显著降低水稻灌浆后期叶片的饱和光合速率 D．推测适当增温能在一定程度上缓解高浓度O3对水稻饱和光合速率的抑制作用 【答案】B 【分析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度、和二氧化碳浓度等。本实验目的是探究O3浓度对于水稻饱和光合速率的影响，实验的自变量是O3浓度和温度的不同，因变量是饱和光合速率。 【详解】A.测定饱和光合速率时，各组需选取数量相等、长势较一致的水稻叶进行测定，目的是控制无关变量对实验结果的干扰，A正确； B.实验并未进行自变量为O3暴露时间的实验，不能得出O3对光合速率的抑制作用随O3暴露时间的延长而增强的结论，B错误； C.实验结果表明，O3浓度增大会显著降低水稻灌浆后期叶片的饱和光合速率，C正确； D.冠层红外增温+2℃处理下，1.5倍环境大气O3浓度的饱和光合速率大于CK组中1.5倍环境大气O3浓度的饱和光合速率，推测增温能在一定程度上缓解高浓度O3对水稻光合速率的抑制作用，D正确； 故选B。 13．（2025·云南曲靖·一模）酒精是高中生物学实验中常用的化学试剂，在不同实验中可能有不同的作用，下列叙述正确的是（    ） A．“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，酒精只能用来冲洗卡诺氏液 B．“绿叶中色素的提取和分离”实验中可用95%的酒精直接提取色素 C．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，可用95%的酒精初步分离DNA和蛋白质 D．“检测生物组织中的脂肪”实验中，常用50%的酒精使组织细胞相互分离 【答案】C 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒；DNA的粗提取和鉴定中可以体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA等。 【详解】A、在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，酒精有两个作用，一是用卡诺氏液固定细胞形态后，用体积分数为95%的酒精冲洗2次，冲洗卡诺氏液；二是在解离步骤中，使用质量分数15%的盐酸和体积分数95%的酒精1:1混合制成解离液进行解离，所以酒精不只是用来冲洗卡诺氏液，A错误； B、“绿叶中色素的提取和分离”实验中，若用95%的酒精提取色素，需要加入适量的无水碳酸钠，以除去酒精中的水分，才能提取色素，不能直接用95%的酒精提取，应该用无水乙醇直接提取色素，B错误； C、“DNA的粗提取与鉴定”实验中，DNA不溶于95%的酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，所以可用95%的冷却酒精初步分离DNA和蛋白质，C正确； D、“检测生物组织中的脂肪”实验中，常用50%的酒精洗去浮色，而不是使组织细胞相互分离，D错误。 故选C。 14．（2025·山东菏泽·一模）低浓度CO2会促进蛋白激酶HTl磷酸化，并激活蛋白激酶CBCl，使气孔两侧的保卫细胞吸水膨胀，导致气孔开放。CO2浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/MPK12与HTl结合，抑制HTl的活性导致气孔关闭。下列说法错误的是（    ） A．HT1发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但HT1的空间结构会发生变化 B．被激活的CBCl可促进保卫细胞吸水膨胀，满足植物对CO2的需求 C．MPK4/MPK12与HT1结合，会导致植物的蒸腾作用强度降低 D．降低MPK4/MPK12基因的表达水平就会提高CO2的固定速率 【答案】D 【分析】题干分析：MPK4/MPK12对低浓度CO2不敏感，HT1激活下游的蛋白激酶CBC1的磷酸化，抑制了导致气孔关闭的机制，使保卫细胞吸水，气孔打开。 【详解】A、蛋白质发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但会改变蛋白质的空间结构，A正确； B、低浓度CO2会促进蛋白激酶HT1磷酸化，并激活下游的蛋白激酶 CBC1，CBC1 激活后可促进保卫细胞吸水膨胀，使气孔开放，满足植物对CO2的需求，B正确； C、CO2浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/MPKI2与HTI结合，抑制HT1的活性导致气孔关闭，而气孔是植物蒸腾失水的主要通道，气孔关闭会使蒸腾作用降低，C正确； D、降低MPK4/MPK12基因表达水平，MPK4/MPK12含量减少，对HTl抑制作用减弱，气孔开放程度可能增加，但CO2固定速率不仅取决于气孔开放程度，还受光合作用相关酶等多种因素影响，所以不能得出一定会提高CO2固定速率的结论，D错误。 故选D。 15．（2025·江西新余·一模）新余市已成为全国柑橘发展优势产区，新余蜜橘不仅畅销全国，还逐步拓展海外市场，成为全市最具特色的主导产业之一，具备巨大的发展潜力。研究证实红光和乙烯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下图所示。下列说法错误的是（    ）    A．柑橘可以通过类胡萝卜素来感受红光 B．红光和乙烯利在提高类胡萝卜素的含量上具有协同作用 C．乙烯利的作用机理可能是促进类胡萝卜素合成相关基因的表达 D．采摘柑橘果皮颜色由绿色变为黄色，可能是由于细胞中的叶绿素和类胡萝卜素的比值下降造成的 【答案】A 【分析】光合色素的种类：包括叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素占色素总量的3/4，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；类胡萝卜素占色素总量的1/4，包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光。 【详解】A、植物感受红光依赖于光敏色素，A错误； B、红光和乙烯利可以提高类胡萝卜素的含量，且比单独使用红光和乙烯利更好，说明红光和乙烯利在提高类胡萝卜素的含量上具有协同作用，B正确； C、与对照组相比，乙烯利提高了类胡萝卜素的含量，作用机理可能是促进类胡萝卜素合成相关基因的表达，C正确； D、采摘柑橘果皮颜色由绿色变为黄色，可能是由于细胞中的叶绿素和类胡萝卜素的比值下降造成的，叶绿素少，类胡萝卜素多，类胡萝卜素的颜色就显现出来了，由绿色变为黄色，D正确。 故选A。 16．（2025·山东枣庄·一模）微体是由单层膜构成的细胞器，包括过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体含有丰富的酶类，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。乙醛酸循环体是一种植物细胞器，在发芽的种子不能进行光合作用前存在，将脂肪转化为糖来提供能量。下列说法错误的是（　　） A．过氧化物酶体和叶绿体两种细胞器中都能产生氧气 B．油料作物种子萌发时，乙醛酸循环体数量明显增多 C．脂肪转化为糖类的过程中，引起干重增加的元素主要是碳 D．肝脏是重要的解毒器官，推测肝脏细胞中富含过氧化物酶体 【答案】C 【分析】脂肪中氧的含量明显低于糖类，因此脂肪转化为糖类，分子中氧元素含量会大大增大。 【详解】A、过氧化物酶体中的过氧化物酶在遇到过氧化氢时可催化其产生氧气，叶绿体光合作用能生成氧气，故二者都能产生氧气，A正确； B、据题干信息可知，乙醛酸循环体的功能是使细胞中的脂肪转化为糖类来供能，故油料种子萌发时细胞中的乙醛酸循环体比较活跃，数量增多，从而将脂肪转化为糖类，供种子萌发使用，B正确； C、脂肪中氧的含量明显低于糖类，故脂肪转化为糖类，分子中氧元素含量会大大增大，C错误； D、过氧化物酶体含有丰富的酶类，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等，能催化分解过氧化氢等有毒害的物质，而，肝脏是重要的解毒器官，故可推测肝脏细胞中富含过氧化物酶体，D正确。 故选C。 17．（2025·安徽黄山·一模）骨关节炎是因软骨细胞能量代谢失衡，ATP、NADPH耗竭而导致关节软骨破坏。我国科研团队用患病动物自身软骨细胞膜包封植物纳米类囊体，递送到退变的软骨细胞内，不仅逃避免疫系统清除，还能修复退变细胞的代谢异常。下列叙述正确的是（    ） A．含有纳米类囊体的退变细胞，需结合光疗才可达到治疗效果 B．纳米类囊体来自植物，可以避免患病动物体内产生免疫排斥 C．激活的细胞毒性T细胞能识别并清除含有纳米类囊体的退变细胞，从而达到治疗目的 D．纳米类囊体的功能与线粒体类似、能将有机物中化学能转化为ATP、NADPH中的能量 【答案】A 【分析】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。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 )。NADPH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；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，这样光能就转化为储存在ATP中的化学能。 【详解】A、纳米类囊体需在光照条件下才能进行光反应，产生的ATP和NADPH可用于细胞再生修复，A正确； BC、用患病动物自己的软骨细胞膜包封类囊体（即构建软骨细胞膜包封的“纳米类囊体”）参与信息交流与识别的是患病动物自己的软骨细胞膜，会让细胞以为所递送的类囊体是“自己人”，从而避免体内的免疫排斥，也能产生ATP、NADPH修复退变细胞的代谢异常，BC错误； D、纳米类囊体的功能与叶绿体类似、能将有机物中化学能转化为ATP、NADPH中的能量，D错误。 故选A。 18．（2025·重庆·一模）植物学家茨维特将某植物叶片色素提取液装入含有CaCO3粉末的层析柱中，并用层析液自上而下淋洗，出现的实验结果如图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．层析柱中CaCO3可保护色素 B．条带1中的色素主要吸收蓝紫光和红光 C．条带2和3中色素的颜色是黄色和蓝绿色 D．条带4中的色素在层析液中溶解度最大 【答案】C 【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验： ①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。 ②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。 ③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。 ④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。 2、色素的作用：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。 【详解】A、碳酸钙的作用是防止研磨中色素被破坏，故碳酸钙可以保护色素，A正确； B、各色素随层析液扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，4条色带分别是：1叶绿素b、2叶绿素a、3叶黄素、4胡萝卜素，叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，B正确； C、条带2是叶绿素a，条带3是叶黄素，颜色分别是蓝绿色、黄色，C错误； D、条带4是胡萝卜素，溶解度最大，扩散速度快，D正确。 故选C。 19．（2025·重庆·一模）当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示（活性氧：ROS，一种自由基）。据此e铁氰化钾（吸收e-）分析，下列说法错误的是（　　） A．由图可知叶绿体膜是生成NADPH的场所 B．强光导致NADPH和电子累积可能是导致光抑制的原因 C．强光导致活性氧大量增多可能是导致光损伤的原因 D．适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制 【答案】A 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光照，传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成H+、e-和氧气，H+和 NADP+合成NADPH，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生CO2的固定，即CO2和C5结合形成两分子的C3，然后C3利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】A、类囊体膜是生成NADPH的场所，A错误； BC、强光导致光反应过强，NADPH和电子累积，导致活性氧大量增多，造成光合速率下降，导致光抑制或光损伤，BC正确； D、铁氰化钾能吸收电子，适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制，D正确。 故选A。 20．（2025·河南郑州·一模）用不同强度的光照射某种植物叶片，并将其每100cm2叶面积的CO2吸收速率表示在下图中。假设每天光照为14小时，昼间的光照强度超过光饱和点，而夜晚为完全黑暗，请根据下图计算该植物每100cm2叶面积每天会从外界净吸收的CO2量（    ） A．370mg B．300mg C．360mg D．440mg 【答案】A 【分析】1、光合作用和呼吸作用是生物体的两个基本代谢过程。光合作用是指植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程，同时释放氧气。呼吸作用则是指生物将有机物质与氧气反应，产生能量和二氧化碳水的过程。光合作用和呼吸作用之间存在着相互依存的关系。植物通过光合作用合成有机物质，这些有机物质为植物提供了能量和营养物质，同时也为其他生物提供了食物。而呼吸作用则是将这些有机物质分解为能量和二氧化碳水，为植物提供能量。因此，光合作用和呼吸作用是两个相互联系的过程，二者之间的平衡对植物的生长和发育至关重要； 2、总光合速率=呼吸速率+净光合速率；一昼夜光合作用的产量（净产量）=光下的净光合作用量-黑暗下的呼吸作用消耗量。 【详解】由题图可知，该植物的净光合速率为30mg/100cm2叶面积‧小时，呼吸速率为5mg/100cm2叶面积‧小时；由题意可知，该植物每天光照为14小时，由黑暗时间为10小时。故该植物每100cm2叶面积每天会从外界净吸收的CO2量=14×30-5×10=370mg，A正确，BCD错误。 故选A。 二、多选题 21．（2025·山东枣庄·一模）英国植物学家罗伯特·希尔1937年发现，在离体叶绿体的悬浮液中（无CO2）加入氧化剂，在光照条件下可以释放O2，现在把这种现象称为希尔反应。下列有关说法正确的是（　　） A．希尔反应发生的场所是叶绿体基质 B．如果不加入氧化剂，O2不会持续产生 C．希尔反应证明了产生的O2全部来源于水 D．希尔反应证明氧气的产生和糖类的合成是相对独立的过程 【答案】BD 【分析】由题意可知，希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，即光反应。 【详解】A、希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应，即光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误； B、据题干信息可知，希尔反应的发生需要加入氧化剂，故不加入氧化剂，则O2不会持续产生，B正确； C、希尔反应并不能证明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部来自H2O，因为它也可能来自于其他含氧的物质，C错误； D、希尔反应的悬浮液中没有CO2，不能合成糖类，说明水光解产生氧气与糖类的合成不是同一个化学反应，二者是相对独立的过程， D正确。 故选BD。 22．（2025·河北沧州·一模）Rubisco催化CO2的固定，其活性易受低CO2浓度的抑制。为了适应水中低CO2环境，地球上几乎所有水生藻类都进化出一种被称为蛋白核的特殊结构，为Rubisco提供浓缩的CO2，而陆地农作物细胞中通常不含这种蛋白核。下列推断不合理的是（　　） A．低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而会抑制光合作用速率 B．高等植物的Rubisco最可能分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上 C．光合作用中Rubisco催化CO2的固定需消耗ATP和NADPH D．导入蛋白核合成基因的农作物可能将不存在光合“午休”现象 【答案】BC 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】A、Rubisco催化CO2的固定，低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而抑制光合作用速率，A正确； B、Rubisco催化CO2的固定，即暗反应的过程，故高等植物的Rubisco最可能主要分布在细胞的叶绿体基质中，B错误； C、光反应产生的ATP和NADPH参与暗反应过程C3的还原，光合作用过程中Rubisco催化CO2的固定不需要ATP和NADPH，C错误； D、光合“午休”现象是由于气孔关闭导致二氧化碳不足造成的，导入蛋白核合成基因的农作物为Rubisco提供浓缩的CO2，可能不存在光合“午休”现象，D正确。 故选BC。 23．（2025·江西上饶·一模）如图1为水稻叶肉细胞内物质代谢过程示意图，①~⑥代表相关过程。图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究水稻植株光合作用速率的装置。图3是图2装置放在自然环境下测定夏季一昼夜（零点开始）小室内植物氧气释放速率的变化所得到的曲线图，下列相关说法正确的是（　　） A．图1过程①~⑥中，能产生ATP的过程只有②⑤⑥ B．给该植物浇灌H218O，在细胞中可出现C3H418O3（丙酮酸）、（CH218O）、H218O、C18O2、18O2 C．图3中在8时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度 D．图3中出现a点的原因可能是温度降低导致呼吸作用减弱 【答案】BD 【分析】据图分析：图1表示光合作用与有氧呼吸过程，其中，①是三碳化合物的还原过程，②是细胞呼吸第一阶段，③是有氧呼吸第二阶段，④是二氧化碳的固定过程，⑤是有氧呼吸第三阶段，⑥是光合作用光反应阶段。图2是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此刻度移动表示是氧气的变化量。图3中c点之前表示光合速率小于呼吸速率；cg之间表示光合速率大于呼吸速率；c点和g点表示光合速率等于呼吸速率；g点后，光合速率小于呼吸速率。 【详解】A、有氧呼吸的三个阶段都可以产生ATP，光合作用的光反应阶段也可以产生ATP，据图分析可知，②③⑤⑥可以产生ATP，A错误； B、在实验过程中，给该植物浇灌H2l8O，其转化途径是：H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2再参与光合作用生成有机物（CH218O），（CH218O）有可能再次参加呼吸作用，在有氧呼吸的第一阶段生成C3H418O3（丙酮酸），B正确； C、图3中c点之前表示植物的光合速率小于呼吸速率；cg之间表示光合速率大于呼吸速率；c点（8时）和g点表示植物光合速率等于呼吸速率，但是此时植物的叶肉细胞光合作用强度大于呼吸作用强度，C错误； D、图3中出现a点的原因是夜间温度降低，导致相关酶活性降低，所以呼吸作用减弱，D正确。 故选BD。 三、非选择题 24．（2025·山西·一模）玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞均有叶绿体，进行光合作用时存在特殊的C4途径，其暗反应过程如图1所示。叶肉细胞中含有PEP羧化酶，维管束鞘细胞中含有Rubisco酶，PEP羧化酶固定CO2的能力约是Rubisco酶的60倍。请回答下列问题：    (1)卡尔文循环中，Rubisco酶催化的底物是CO2和 。 (2)在适宜光照和温度条件下，当CO2浓度达到饱和后，玉米的光合作用强度不再增加，其原因可能是 （答出1点即可）。 (3)科研人员在高温、光照充足的环境中，测定了玉米和小麦（暗反应过程无C4途径）的叶片在发生水分亏缺情况下的相对光合作用强度，结果如图2所示，图中表示玉米的曲线是 ，判断的依据是 。 【答案】(1)C5（或“核酮糖-1，5-二磷酸”或“RuBP”或“五碳化合物”） (2)受到ATP、NADPH等物质含量的限制；酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高 (3) B 在玉米和小麦亏缺等量水分时，部分气孔关闭，CO2吸收量均减少，由于玉米进行光合作用时存在特殊的C4途径，能够利用较低浓度的CO2，因此玉米光合作用强度比小麦高 【分析】1、光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生NADPH和氧气，以及ATP的合成；（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供NADPH和ATP； 2、C4植物其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反应，C4植物二氧化碳固定效率比C3高很多，有利于植物在干旱环境生长，C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中，而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内。 【详解】（1）卡尔文循环中，Rubisco酶催化CO2和C5反应生成C3。 （2）当CO2浓度达到饱和后，玉米的光合作用强度不再增加，可能是受光反应阶段提供的ATP、NADPH等物质含量的限制，也可能是暗反应有关的酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高。 （3）在玉米和小麦亏缺等量水分时，为了减少蒸腾作用，部分气孔关闭，CO2吸收量均减少，由于玉米进行光合作用时存在特殊的C4途径，能够利用较低浓度的CO2，因此玉米光合作用强度比小麦高，故B表示玉米。 25．（2025·河北邯郸·一模）盐胁迫是限制植物生长的重要环境因素之一，给农业带来了持续且严重的危害。褪黑素（MT）是一种吲哚胺类物质，植物中MT合成的主要部位在叶绿体和线粒体中。植物MT能调控植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程。某科研团队研究了叶片喷施MT对盐胁迫下石榴光合生理特性的影响，部分结果如表所示。回答下列问题： 指标 处理 净光合速率/（μmol··s） 气孔导度/（mol··s） 蒸腾速率/（mmol··s） 胞间浓度/（μmol·mol） 叶绿素含量/（mg·g） CK（营养液+叶片喷施清水） 12 0.20 6.5 280 2.5 T1（营养液+200mmol·LNaCl） 6 0.08 4.5 400 0.8 T2 9 0.13 5.0 320 1.5 (1)MT是植物激素，理由是 。研究表明低浓度MT可以促进种子萌发，与低浓度MT具有协同作用的植物激素是 。 (2)与CK组相比，T1组盐胁迫条件下，植物气孔导度下降，从适应环境的角度分析，气孔导度下降的意义是 。T2组的实验处理是 。与T1组比，T2组石榴的水分状况得到改善，说明MT处理通过 来改善盐胁迫下植株的水分状况。 (3)实验结果表明MT处理通过 来缓解盐胁迫下净光合速率的降低。为进一步研究MT处理缓解盐胁迫的分子机制，请你提出1个研究课题： 。 【答案】(1) MT是植物体内产生的对植物的生长发育有显著影响的有机物 赤霉素 (2) 降低蒸腾作用，从而减少水分的散失 营养液+200mmol·L-1NaCl+叶片喷施MT 提高根系吸水能力 (3) 提高叶绿素含量 MT处理对合成叶绿素相关酶基因表达的影响（或MT处理对降解叶绿素相关酶基因表达的影响或MT处理对合成叶绿素相关酶活性的影响或MT处理对降解叶绿素相关酶活性的影响） 【分析】根据题干与表格数据分析，自变量MT、盐胁迫，因变量为净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、叶绿素含量。 【详解】（1）植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。题目中提到植物中MT合成的主要部位在叶绿体和线粒体中（说明在植物体内产生），能调控植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程（说明对植物生长发育有显著影响），所以MT是植物激素。赤霉素也能促进种子萌发，所以与低浓度MT具有协同作用的植物激素是赤霉素。 （2）在盐胁迫条件下，土壤溶液浓度高，植物容易失水，植物气孔导度下降，可以降低蒸腾作用，从而减少水分的散失，这是植物对盐胁迫环境的一种适应。该实验研究的是叶片喷施MT对盐胁迫下石榴光合生理特性的影响，T1是盐胁迫组（营养液+200mmol·L-1NaCl），CK是对照（营养液+叶片喷施清水），那么T2组应该是盐胁迫+喷施MT的组，即营养液+200mmol·L-1NaCl+叶片喷施MT。与T1组相比，T2组气孔导度增加（0.13＞0.08），蒸腾速率增加（5.0＞4.5），水分状况得到改善，说明MT处理通过增加气孔导度和蒸腾速率，提高根系吸水能力，来改善盐胁迫下植株的水分状况。 （3）从表格数据看，T2组与T1组相比，叶绿素含量增加（1.5＞0.8），说明MT处理通过提高叶绿素含量来缓解盐胁迫下净光合速率的降低。为进一步研究MT处理缓解盐胁迫的分子机制，可以提出的研究课题如：MT处理对合成叶绿素相关酶基因表达的影响（或MT处理对降解叶绿素相关酶基因表达的影响或MT处理对合成叶绿素相关酶活性的影响或MT处理对降解叶绿素相关酶活性的影响）。 26．（2025·河北保定·一模）土壤盐渍化会限制植物的生长，影响其产量。为探究土壤盐渍化对植物光合作用的 影响，研究者以小麦为材料进行了实验，结果如表所示。回答下列问题： 处理 叶绿素a 叶绿素b 净光合速率/  （μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（μmol·m2· s-1） 胞间CO2浓度/ （μL·L-1） 0mmol ·L-1NaCl 3.52 0.34 46.16 1395.26 203.35 50mmol ·L-1NaCl 3.38 0.31 36.55 1142.24 207.42 100mmol ·L-1NaCl 2.8 0.25 34.1 1009.12 210.78 150mmol ·L-1NaCl 2.48 0.22 28.9 925.03 217.52 (1)叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收 ，光合色素吸收光能将水分解为 的同时，水被夺去两个电子，电子经传递，用于形成 。 (2)由表可知，随着 NaCl 浓度的增加，气孔导度逐渐下降，推测这可能与盐胁迫下 （填一种植物激素）的含量增加有关。净光合速率下降并非由气孔导度下降引起，判断依据是 。 (3)据表分析，土壤盐渍化会限制植物的生长，影响其产量的原因是 。为减少土壤 盐渍化对植物的抑制，根据所学知识，提出合理建议： （答出2点）。 【答案】(1) 红光和蓝紫光 氧和H+ NADPH (2) 脱落酸 气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升 (3) 高盐浓度会使植物的气孔导度减小，进而使进入叶片的二氧化碳浓度降低，使得光合作用的原料供给减少而降低光合速率，有机物积累减少 不要过量施肥，注意水肥管理 【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段可以为暗反应阶段提供ATP和NADPH。 【详解】（1）叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收红光和蓝紫光，水被分解为氧和H+同时被夺去两个电子。电子经一系列传递，可用于光系统中NADP+和H+结合形成NADPH。 （2）植物在响应盐胁迫的过程中，脱落酸的含量会增加，故脱落酸也被称为逆境激素。根据表中数据可知气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，所以可推测净光合速率下降并非由气孔导度下降引起，此时净光合速率下降的原因可能是温度过高导致光合作用相关酶的活性下降。 （3）土壤盐渍化会限制植物的生长，影响其产量的原因是高盐浓度会使植物的气孔导度减小，进而使进入叶片的二氧化碳浓度降低，使得光合作用的原料供给减少而降低光合速率，有机物积累减少，植物生长受限制。为减少土壤 盐渍化对植物的抑制，可以选择适当的肥料，不要过量施肥，注意水肥管理。 27．（2025·内蒙古阿拉善盟·一模）某科研团队为研究大豆植株遭遇干旱胁迫时的生理响应机制，在大豆开花期和鼓粒期两个关键生育期进行一定程度的干旱胁迫处理，测定光合作用相关生理指标，结果如图所示。请分析回答： (1)光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP和 ，后者的作用是 。 (2)图3中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度 （填“升高”“降低”或“不变”），结合图1分析原因可能是 。 (3)图3中鼓粒期干旱胁迫下，大豆植株净光合速率低于对照组，据图2分析，导致鼓粒期净光合速率降低的主要因素是 （填“气孔因素”或“非气孔因素”），判断依据是 。 (4)进一步研究表明，大豆植株在鼓粒期遭受干旱胁迫造成的减产程度更大，推测原因可能与缺水影响光合产物以 （填“蔗糖”“淀粉”或“蛋白质”）形式通过韧皮部运输有关。 【答案】(1) NADPH 还原C3，并提供能量 (2) 降低 干旱条件下Ls增大，胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢，导致光反应减弱 (3) 非气孔因素 鼓粒期干旱胁迫下，Ls低于对照组，但胞间CO2浓度高于对照组 (4)蔗糖 【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）光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH，NADPH可以还原C3，并提供能量。 （2）分析图1，干旱条件下Ls增大，胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢，产生ADP和NADP+的速率降低，从而导致光反应减弱，所以图3中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度降低。 （3）图2中显示鼓粒期干旱组与鼓粒期对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明导致鼓粒期净光合速率降低的主要因素是非气孔因素。 （4）光合作用的产物主要以蔗糖形式通过韧皮部运输到植株各处。 28．（2025·河北承德·一模）科研人员以马铃薯品种费乌瑞它为实验材料，研究白光（CK）、远红光（T1）、红光（T2）、绿光（T3）、蓝光（T4）、紫外光（T5）对马铃薯植株生长和叶片光合特性的影响，表中数据后不同的小写字母表示差异显著。请回答下列问题： 不同光质对马铃薯叶片光合特性的影响 品种 处理 总叶绿素含量/（mg·g-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 费乌瑞它 CK 1.70±0.02b 20.33±0.04a T1 1.25±0.06d 18.16±0.37d T2 2.02±0.06a 19.88±0.17b T3 1.68±0.04b 19.02±0.01c T4 1.72±0.01b 20.08±0.11a T5 1.34±0.03c 18.75±0.15c (1)光在马铃薯植株生长发育中的作用是 （答出2点）。 (2)植物能够感知光信号，并据此调整生长发育，这与植物具有能接收光信号的分子有关，如光敏色素。植物体中光敏色素分布在 ，植物对 处理的响应与光敏色素有关。 (3)T1～T5处理组数据后的小写字母若与CK组数据后的小写字母相同，则代表差异不显著，若不同，则代表差异显著。据表可知， 处理下马铃薯叶片总叶绿素含量显著增加。除 处理外，其他光处理后净光合速率较白光均显著降低。 (4)马铃薯叶肉细胞光反应产生NADPH的作用是 ，它能参与暗反应的 过程。在CK处理下，若突然降低光照强度，短时间内马铃薯叶肉细胞中C3的含量将 。 (5)研究发现远红光和紫外光处理下，马铃薯植株不结薯，出现该现象的原因可能是 。 【答案】(1)提供能量、作为信号 (2) 各个部位 红光（T2）和远红光（T1） (3) 红光（T2） 蓝光（T4） (4) 作为还原剂和提供能量 C3还原 增加 (5)一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，在远红光和紫外光处理下，马铃薯植株光合作用减弱，光合产物无法积累到块茎中，导致不结薯 【分析】光合作用的原料：水、CO2，动力：光能，都是影响光合作用强度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。例如，环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素(如温度)，也是影响因子。 【详解】（1）光可作为信号调节植物的生命活动，同时在光合作用过程中还可以提供能量。因此光在马铃薯植株生长发育中的作用是提供能量、作为信号。 （2）光敏色素分布在植物的各个部位，光敏色素主要吸收红光和远红光，因此植物对红光（T2）和远红光（T1）处理的响应与光敏色素有关。 （3）据表可知，红光（T2）处理下马铃薯叶片总叶绿素含量显著增加。除蓝光（T4）处理外，其他光处理后净光合速率较白光均显著降低。 （4）马铃薯叶肉细胞光反应产生NADPH的作用是作为还原剂和提供能量，它能参与暗反应的C3还原过程。在CK处理下，若突然降低光照强度，会使光反应速率减小，ATP和NADPH产生量降低，短时间内马铃薯叶肉细胞中C3的合成量不变，但还原量变少，因此C3含量将增加。 （5）一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，在远红光和紫外光处理下，马铃薯植株光合作用减弱，光合产物无法积累到块茎中，因此导致不结薯。 29．（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。 回答下列问题： (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是：施氮会 花生结瘤，R处理可 。 (2)分析图7b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而 ，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有 。 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由： 。 【答案】(1) 抑制 增强根瘤固氮能力 (2) 生成更多的NADPH和ATP 叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，光合作用速率降低 (3)选择N105kg/hm2与R处理。理由是：施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境 【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。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。 【详解】（1）从图7a可以看出，随着施氮量的增加，花生结瘤数呈现先减少增加的趋势。所以在一定范围内，施氮会减少花生结瘤。已知在各施氮水平下，R处理（根瘤菌剂拌种）的花生植株氮素积累量均高于W处理（蒸馏水拌种）。因为根瘤菌能与花生共生形成根瘤进行固氮，所以R处理可增强根瘤固氮能力 （2）图7b、c、d表明在一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成。叶绿素主要吸收光能，将光能转化为活跃的化学能，所以叶绿素增多能为光反应提供更多的色素，从而吸收更多的光能，光反应阶段生成更多的NADPH和ATP，供暗反应阶段利用，净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率。从图中可以看出，施氮量超过N135时，叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，总光合速率下降，所以限制了净光合速率上升的原因是叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降。 （3）从绿色有效的角度考虑，既要保证高产又要减少资源浪费和环境污染。从图中可以看出，施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境。 30．（2025·河北唐山·一模）河北省为半湿润气候类型区域，多数年份易发生干旱。研究人员以番茄幼苗为材料，探究干旱胁迫条件下外源施加等量的水杨酸（SA）、油菜素内酯（BR）、褪黑素（MT）对番茄幼苗光合特性的影响，实验结果如下表所示（提示：水分利用效率与植物利用水分的能力呈正相关）。 组别 净光合速率 （mmolCO2·m-2·h-1） 呼吸速率 （mmolCO2·m-2·h-1） 气孔导度 （μmolH2O·m-2·s-1） 水分利用效率 （μmolCO2/mmolH2O） 对照 29.2 8.6 129 2.5 SA 59.8 3.5 180 3.3 BR 27.3 3.1 126 1.8 MT 32.9 6.1 98 3.0 注：气孔导度反映气孔开放程度。 回答下列问题： (1)外源施加 可以提高番茄幼苗细胞中的有机物含量和水分的利用效率，进而提升抗旱能力。 (2)外源施加MT提高番茄幼苗净光合速率的幅度较SA组小，其原因可能是：①MT组比SA组的 高，有机物消耗更多；②MT组与SA组相比， 下降，导致CO2供应减少，同时暗反应为光反应提供的 减少，导致光合速率较低。 (3)综合以上信息，在培养番茄幼苗时，应选择外源施加 ，更有利于番茄幼苗在干旱条件下生长。 (4)干旱条件下植物细胞内会积累大量活性氧（自由基），导致膜结构受损。为探究SA缓解干旱胁迫的机理，科研人员分别测定番茄根细胞中超氧化物歧化酶（催化活性氧的分解）与丙二醛（可以损伤生物膜结构）的含量，结果如下图。 ①活性氧能导致生物膜结构受损，主要攻击膜成分中的 ，并引起雪崩式反应。 ②结合图示分析，SA通过 ，从而缓解干旱胁迫对番茄幼苗的影响。 【答案】(1)SA、MT (2) 呼吸速率 气孔导度 ADP、Pi (3)SA (4) 磷脂 提高SOD活性，降低MDA含量 【分析】影响光合作用的因素包括CO2浓度、光照强度、温度等外界因素，光合色素的含量和光合作用酶的活性是影响光合作用的内在因素。 【详解】（1）据图，与对照组相比较，SA组和MT组的净光合速率和水分利用效率较高，即外施SA和MT可以提高番茄幼苗细胞中的有机物含量和水分的利用效率，进而提升抗旱能力。 （2）外源施加MT提高番茄幼苗净光合速率的幅度之所以较SA组小，结合表格信息，其原因可能是：①MT组比SA组有机物消耗更多，是由于呼吸MT组的呼吸速率较高；②MT组与SA组相比，气孔导度下降，导致CO2供应减少，同时暗反应为光反应提供的ADP和Pi减少，导致光合速率较低。 （3）何种条件更有利于番茄幼苗在干旱条件下生长，是要看在什么条件下，番茄幼苗的净光合速率最大，结合表格信息可知，SA组的净光合速率最大，说明在培养番茄幼苗时，应选择外源施加SA，更有利于番茄幼苗在干旱条件下生长。 （4）①细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，所以活性氧能导致生物膜结构受损，主要攻击膜成分中的磷脂，并引起雪崩式反应。 ②依据图示信息，SA处理组与对照组相比较，SOD的活性提高，丙二醛的含量下降，说明SA是通过提高SOD活性，降低MDA含量，来缓解干旱胁迫对番茄幼苗的影响。 31．（2025·河北石家庄·一模）矮化棉具有抗倒伏、适宜密植、产量高等特征。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中。为提高棉花的生产潜能并增强棉花抵御高温胁迫的能力，科研人员将编码D1蛋白的基因插入棉花某条染色体的特定位点上，人为建立D1蛋白的补充途径，获得了产量显著提高的纯合矮化H品系新疆棉。回答下列问题： (1)若要检测高温对各种光合色素含量的影响，可提取色素并利用 （填溶液名称）对光合色素进行分离后，再检测各种色素的含量。D1蛋白和光合色素共同参与光能的转换。D1蛋白含量升高可以提高光反应强度，C3接受光反应产物中 释放的能量，并且被 还原，进而提高暗反应强度。 (2)高温胁迫会造成光合速率下降。研究人员研究了高温胁迫对野生棉光合作用相关指标的影响，结果见下表。据表分析，高温胁迫导致野生棉光合速率降低与其气孔开放程度 （填“有关”或“无关”），判断理由是 。 温度 光能转化效率 气孔开放程度 胞间浓度 常温 0.8230 0.38 284.45 高温 0.6229 0.25 314.25 (3)研究人员利用抗原—抗体杂交的方法对野生棉和矮化H品系叶片内的D1蛋白含量及茎秆赤霉素（GA）含量进行了检测，结果如图所示。    综合分析，矮化H品系高产的原因包括： ①D1蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，削弱其 的功能；②高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响 （填“大于”、“小于”或“等于”）对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响，且染色体上D1蛋白基因控制合成的D1蛋白可以转移至 上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 【答案】(1) 层析液 ATP和NADPH NADPH (2) 无关 高温和常温情况相比，其气孔开放程度下降，但胞间二氧化碳浓度升高 (3) 促进细胞伸长，从而引起植株增高，促进细胞分裂 小于 类囊体膜（叶绿体） 【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）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 3、叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素．色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。 【详解】（1）光合色素的提取试剂是无水乙醇，分离试剂是层析液，分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大扩散速率越快。光反应的产物ATP和NADPH可以用于暗反应过程中C3的还原，ATP的作用是提供能量，而NADPH的作用是提高能量，且作为还原剂，用于还原C3。 （2）根据实验结果分析，和常温下相比，高温条件下气孔开放程度减小，但胞间二氧化碳浓度升高，说明二氧化碳不是限制光合作用的因素，高温胁迫导致野生棉光合速率降低与其气孔开放程度无关，导致高温胁迫导致野生棉光合速率降低的原因是光能转化效率降低。 （3）①赤霉素（GA）的作用是促进细胞伸长，促进细胞分裂，从而引起植株增高。结合图示可知，D1蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，进而削弱GA的功能，从而使得H品系矮化。 ②D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中，从20℃到40℃，野生棉中的D1蛋白含量显著下降，说明高温对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响很大，而H品系在高温条件下，D1蛋白含量几乎不变，H品系编码D1蛋白的基因插入在了染色体上，由此说明高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响小于对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，光反应的场所是类囊体膜（叶绿体），因此推测染色体上D1蛋白基因控制合成的D1蛋白可以转移至类囊体膜（叶绿体）上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 32．（2025·山东青岛·一模）银杏叶中的黄酮醇具有重要的药用价值。为探究红蓝光质比例对银杏幼苗光合特性及黄酮醇含量的影响，科研人员以银杏幼苗为实验材料，在适宜的光照强度下，设置红蓝光组合比例分别为1∶1（1R1B）、1∶3（1R3B）、1∶5（1R5B）和白光（W，对照）4种光质处理，处理20d后检测银杏净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及总黄酮醇含量，结果如图所示。 (1)由图可知，实验组的净光合速率都比对照组高，原因是 。实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致，原因是 。 (2)不同比例红蓝光对银杏叶总黄酮醇含量的影响为 。黄酮醇是银杏叶细胞的次生代谢物，与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比， 技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换培养液的目的 。（答出两点） (3)除光质外，光照和黑暗交替频率也可以影响银杏的光合产物积累量。研究人员采用光照、黑暗交替进行的方式处理生理状态相同的银杏幼苗，其中光照和黑暗的总时长相同。结果发现随着光暗交替次数的增加和交换频率的加快，银杏幼苗有机物的积累量逐渐增加，请从光合作用的过程角度分析，出现上述现象的原因 。 【答案】(1) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光，实验组气孔导度和胞间CO2浓度高 净光合速率与气孔导度、胞间CO2浓度的变化趋势不完全相同 (2) 随蓝光比例的增加，总黄酮醇含量先增加后减少，并在1R3B 处理时最高 植物细胞培养 提供营养；排除代谢废物 (3)随着光暗交替频率的加快，光反应产生的NADPH和ATP能够被暗反应充分利用 【分析】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】（1）光合色素主要吸收红光和蓝紫光，由图可知，对照组为白光处理，实验组为不同比例组合的红光蓝光处理，因此实验组有利于提高光反应速率，且实验组气孔导度和胞间CO2浓度高，促进暗反应的进行，因此实验组的净光合速率都比对照组高。由图可知，与对照组 相比，实验组净光合速率与气孔导度、胞间CO2浓度的变化趋势不完全相同，实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致。 （2）由图可知，随蓝光比例的增加，总黄酮醇含量先增加后减少，并在1R3B 处理时最高。与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比，植物组织培养技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换培养液可以提供营养物质，并防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。 （3）随着光暗交替频率的加快，光反应产生的NADPH和ATP能够被暗反应充分利用，从而促进光合作用的进行。 33．（2025·四川·一模）蒙顶山茶是中国传统绿茶。茶树是典型的C₃植物，具有光呼吸作用。茶树叶片的光合作用对其产量和品质有重要影响，不同间作模式下茶树叶片生理代谢活动也会随着环境变化而表现出一定差异。研究人员以纯茶园(CK)、马缨花—茶间作茶园(MT)、冬樱花—茶间作茶园(DT)、核桃——茶间作茶园(HT)4种种植模式进行研究得到以下数据。 (1)净光合速率是指单位时间内植物有机物的 。根据结果可知，茶树净光合速率在12：00—14：00增加的是 模式。研究发现，胞间CO₂ 浓度降低会抑制光呼吸的进行。光呼吸是一种消耗能量和有机物的过程，其减少可以间接提高光合效率，从而导致净光合速率增加。据图分析茶树净光合速率变化为该模式的可能原因是 。 (2)根据结果可知，茶树净光合速率在16：00—18：00 时出现大幅度降低，甚至出现了低于0的值，可能的原因是 。 (3)茶叶叶肉细胞的 Rubisco酶具有“两面性”，即在光下叶绿体中的 C₅能与CO₂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。Rubisco酶的存在场所应为 。为了提高产量，减少不必要的光呼吸损耗，请设计一种较简单的方法： ，并说明原因： 。 【答案】(1) 积累量 核桃-茶间作茶园(HT) 蒸腾速率增大，为了减小水分散失，气孔导度下降，胞间CO2下降，光呼吸强度降低，有机物消耗减少，从而导致净光合速率增加 (2) 16：00—18：00 光照逐渐减弱，光合作用逐渐减弱，甚至低于呼吸作用强度，导致净光合速率为负值 (3) 叶绿体基质 适当升高CO2浓度 适当升高CO2浓度一方面使光呼吸速率降低、消耗减少，另一方面使光合速率增加，有利于提高作物产量 【分析】①分析第一个图可得：在12：00—14：00时，纯茶园(CK)和马缨花—茶间作茶园(MT)模式的净光合速率下降，冬樱花—茶间作茶园(DT)模式的净光合速率基本不变，只有核桃——茶间作茶园(HT)模式净光合速率增加； ②净光合速率是指单位时间内植物植物有机物的积累量，净光合速率=总光合速率-呼吸速率。 【详解】（1）①净光合速率是指单位时间内植物植物有机物的积累量，净光合速率=总光合速率-呼吸速率； ②据第一个图可知，核桃—茶间作茶园(HT)种植模式下，茶树净光合速率增加； ③观察第二个图与第三个图中HT组的变化情况可得，在12：00—14：00茶树的蒸腾速率增大，为减少水分散失，气孔导度也发生下降，因此胞间CO2下降，结合题目信息可知，胞间CO2下降使光呼吸减弱，消耗有机物减少，因此净光合速率增加。 （2）净光合速率=总光合速率-呼吸速率，根据结果可知，茶树净光合速率在16：00—18：00时出现大幅度降低，甚至出现了低于0的值，原因是16：00—18：00 光照逐渐减弱，光合作用逐渐减弱，甚至低于呼吸作用强度，导致净光合速率为负值。 （3）①根据题目信息可知，Rubisco酶是暗反应中发挥作用的一种酶，因此Rubisco酶存在的场所为叶绿体基质； ②根据题目信息可知，Rubisco酶的作用取决于CO₂/O₂的比值，因此适当升高CO2浓度能够提高产量，减少不必要的光呼吸损耗； ③根据题目信息可知，当CO₂/O₂比值低时，会发生光呼吸，因此，适当升高CO2浓度一方面使光呼吸速率降低、消耗减少，另一方面使暗反应增强，光合速率增加，有利于提高作物产量。 34．（2025·广东湛江·一模）国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5组进行相关实验，培养一段时间后测定结果如表所示。请回答下列问题： 组别 叶绿素含量/相对值 气孔导度/相对值 净光合速率/相对值 CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP的场所有 ，光合作用时能量的转化过程是 （用箭头和文字表示）。 (2)本实验的自变量是 ，与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量 （填“增多”或“减少”），从光合作用的过程分析，其原因是 。 (3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是 。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为 的范围内进一步进行实验。 (4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为 。 (5)某林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变身生态屏障，其演替类型属于 ，人类活动往往可以改变群落演替的 。 【答案】(1) 叶绿体、细胞质基质、线粒体 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2) 遮阴程度（合理即可） 增多 S1组叶绿素含量增加，促进光反应阶段的进行；气孔导度增大，给叶肉细胞提供的增多，促进暗反应阶段的进行 (3) 在一定范围内，随着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降 10%～30% (4)在黑暗条件下，测量国槐幼苗单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量 (5) 次生演替 速度和方向 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）光照条件下，国槐叶肉细胞中能进行光合作用和呼吸作用，所以产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体； 光合作用时能量的转化过程是光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。 （2）根据题干信息可知，本实验是研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5组进行相关实验，故本实验的自变量是遮阴程度； 与CK组相比，在S1组遮光条件下，国槐幼苗的气孔导度增大，给叶肉细胞提供的CO2增多，促进光合作用暗反应阶段的进行；叶绿素含量增加，促进光合作用光反应阶段的进行，故与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量更高。 （3）分析表格中数据可知，在一定范围内，随着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降，故若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为10%～30%的范围内进一步进行实验。 （4）测量植物的呼吸速率，需要排除光合速率对氧气和二氧化碳浓度的影响，所以需要将国槐幼苗置于黑暗密闭环境中，测量单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量。 （5）该林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变身生态屏障，因为保留了原有的土壤条件，甚至保留了植物的种子或其他繁殖体，所以演替类型是次生演替，这说明人类活动往往可以改变群落演替的方向和速度。 35．（2025·宁夏银川·一模）大田常规栽培某品种水稻时，发现水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下yg1产量更高。为探究其相关机理，科研人员在水稻的光合作用最适温度下测定相关生理指标，结果如图1所示。已知光补偿点是指光合作用过程中吸收的CO2与呼吸作用过程中释放的CO2相等时所需的光照强度。请回答下列问题：    (1)推测ygl叶色黄绿的原因可能是由于叶绿体中叶绿素含量过低；取等量的ygl和WT的叶片进行光合色素的提取和分离，研磨叶片时需加入的化学试剂有 ，测得ygl和WT叶片中类胡萝卜素/叶绿素的值分别为0.27和0.15。 (2)据图1分析，光照强度逐渐增加达到2000μmol·m−2 ·s−1后，ygl和WT净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，限制两者净光合速率增大的主要外因和内因分别为 、 。ygl的光补偿点高于WT，其原因最可能是叶绿素含量过低和 。 (3)与WT相比，yg1叶绿素含量低，但高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表面该群体 。是高产的原因之一。 (4)光照对植物生命活动的影响有 （答出两点）。 【答案】(1)无水乙醇、CaCO3、SiO2 (2) CO2浓度 叶绿体中色素和酶的含量（或叶绿体个数） ygl的呼吸速率较高 (3)对光能的利用率更高 (4)植物光合作用的能量来源；作为一种信号，影响、调控植物生长发育的全过程 【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，由于在大田中，一般水分和矿质元素的供应往往是充足的，所以平时影响光合作用的因素主要是温度、光照强度和二氧化碳浓度。 【详解】（1）叶绿体中色素溶于有机溶剂，提取色素用无水乙醇。研磨时细胞破裂会释放出有机酸，提取色素时加CaCO3，保持色素不被破坏。加入SiO2增大摩擦力，可使研磨更充分。故提取绿叶中色素时要添加无水乙醇、CaCO3、SiO2。 （2）影响光合作用的外因素主要是温度、光照强度和二氧化碳浓度，实验数据是在最适温度下获得，故光照强度逐渐增加达到2000μmol·m−2 ·s−1后，限制两者净光合速率增大的主要外因为CO2浓度。此外，影响光合作用的内因有叶绿体中色素和酶的含量（或叶绿体个数）。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图1可知，ygl呼吸速率较高，ygl的光补偿点高于WT，其原因最可能除叶绿素含量过低外，也因为ygl的呼吸速率较高。 （3）植物的净光合速率=光合速率-呼吸速率，与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体光能利用率较高，是其高产的原因之一。 （4）在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老等等，都会受到光的调控。故光照除了给植物光合作用提供能量外，光也作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 36．（2025·江西赣州·一模）玉米是我国重要的经济作物，干旱胁迫易造成减产。科研人员研究γ-氨基丁酸（GABA）对干旱胁迫下玉米幼苗生长的影响，做了如下实验： 对照（CK组）：施加完全营养液，叶面喷施清水； 干旱处理（D组）：施加含20%PEG-6000的完全营养液（模拟干旱胁迫），叶面喷施清水：干旱+GABA处理（DG组）：施加含20%PEG-6000的完全营养液，叶面喷施不同浓度的GABA．在相同且适宜的条件下培养5天后，对不同组别玉米幼苗的生长指标进行测定并统计，结果如下表所示。 处理 株高（cm） 叶面积（cm2） 根系干重（g） 茎叶干重（g） 根冠比（%） 对照（CK组） 43.73 90.71 0.219 0.426 51.41 干旱处理（D组） 32.77 45.31 0.158 0.254 62.20 干旱+0.25mmol/LGABA（DG1组） 36.73 53.98 0.171 0.310 55.16 干旱+0.5mmol/LGABA（DG2组） 38.13 57.24 0.198 0.352 56.25 干旱+1mmol/LGABA（DG3组） 39.47 62.27 0.208 0.380 54.74 干旱+2mmol/LGABA（DG4组） 36.97 55.29 0.176 0.294 59.86 (1)为使实验结果更具有说服力，应选择 （填“干旱耐受型”或“水分敏感型”）品种玉米作为实验材料；若要确定外源GABA对正常玉米幼苗的影响，应增设系列实验组（G组），具体操作是 。 (2)由表格数据可知，喷施GABA后玉米幼苗的干旱胁迫 （填“会”或“不会”）得到缓解：已知根冠比=根系干重/茎叶干重，结合数据推测，干旱胁迫下幼苗光合产物优先分配给 （填“地上部分”或“地下部分”），从适应干旱的角度分析，其意义是 。 (3)实验进一步检测四组幼苗叶片（喷施GABA组浓度均为1mmol/L）第5天丙二醛（MDA，膜脂氧化物，生物膜受损程度与其含量呈正相关）含量以及SOD酶、POD酶、CAT酶活性，结果如下图（注：以上三种酶具有清除MDA的作用）。据此分析，干旱胁迫下外源GABA影响玉米幼苗光合速率的原因是 。    【答案】(1) 水分敏感型 正常玉米随机分成若干组，每组均施加完全营养液，叶面喷施不同浓度的GABA，在相同且适宜的条件下培养5天后，对不同组别玉米幼苗的生长指标进行测定并统计 (2) 会 地下部分 有利于根系的生长，从而更多的吸收水分缓解干旱胁迫 (3)外源GABA通过提高SOD酶、POD酶、CAT酶活性加速降解MDA，减少对叶绿体类囊体膜的破坏，从而加快光合作用的速率 【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。其他因素还有水分、无机盐等。 【详解】（1）由于干旱耐受型玉米本身适应了干旱环境，γ-氨基丁酸（GABA）对该玉米的影响可能不大，因此为使实验结果更具有说服力，应选择水分敏感型品种玉米作为实验材料，这样实验的对照结果会更加清晰。若要确定外源GABA对正常玉米幼苗的影响，实验的自变量是外源GABA的浓度，具体操作是正常玉米随机分成若干组，每组均施加完全营养液，叶面喷施不同浓度的GABA，在相同且适宜的条件下培养5天后，对不同组别玉米幼苗的生长指标进行测定并统计。 （2）由表格数据分析，和D组对比，喷施GABA后玉米幼苗株高、叶面积、根系干重、茎叶干重和根冠比都在增加，说明喷施GABA后玉米幼苗的干旱胁迫会得到缓解。和CK组对比，D组根冠比更大，说明干旱胁迫下幼苗光合产物优先分配给地下部分。从适应干旱的角度分析，其意义是有利于根系的生长，从而更多的吸收水分缓解干旱胁迫。 （3）图示分析，与CK组和G组对比，D组MDA含量很高，较D组，DG组MDA含量减少；和CK组和G组对比，D组SOD酶、POD酶、CAT酶活性都明显提高，MDA，膜脂氧化物，生物膜受损程度与其含量呈正相关，而SOD酶、POD酶、CAT酶具有清除MDA的作用，综合分析，干旱胁迫下外源GABA影响玉米幼苗光合速率的原因是GABA通过提高SOD酶、POD酶、CAT酶活性加速降解MDA，减少对叶绿体类囊体膜的破坏，从而加快光合作用的速率。 37．（2025·天津武清·一模）照光时、叶肉细胞中的O2与CO2竞争性与Rubisco（羧化/加氧）酶结合，当二氧化碳浓度高时，Rubisco羧化酶催化C5与二氧化碳发生反应形成C3，进而完成卡尔文循环（光合作用暗反应）：当氧气浓度高时、Rubisco加载酶可催化C5与氧气发生反应生成乙醇酸，乙醇酸再经过一系列化学反应并消耗ATP和NADH，最终生成CO2的过程称为光呼吸，部分过程如图所示。光呼吸是绿色植物在光照和高O2低CO2情况下，与光合作用同时发生的一个损耗能量的副反应。科研人员获得了水稻叶绿体中酶X缺陷型的突变植株，给予低CO2浓度下检测植株部分代谢产物的含量，结果如表所示，回答下列问题： 条件 0.03%CO2 0.03%CO2 指标 乙醇酸含量/（μg·g-1叶重） 乙醛酸含量/（μg·g-1叶重） 突变植株 825.54 0.95 野生植株 1.54 1.78 (1)光呼吸时，C5和O2结合的反应发生在 中，根据材料推测，O2/CO2值 （填“高”或“低”）时利于光呼吸而不利于光合作用。从能量代谢分析，光呼吸与有氧呼吸最大的区别是 。 (2)结合表中的实验结果分析，在光呼吸的过程中酶X的功能是 。 (3)正常进行光合作用的水稻，若突然停止光照叶片短时间内会出现快速释放CO2的现象（CO2猝发），导致这一现象产生的原因是：光照停止（光反应为暗反应提供的 减少，暗反应速率减慢，消耗的C5减少，C5与 的结合增加，导致光呼吸强度 （填增强/减弱）。 (4)研究人员通过转基因技术向水稻导入酶Y基因，已知酶Y能催化叶绿体中的乙醇酸分解生成CO2，并同时利用RNA牙犹技术抑制了水稻叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达。上述途径可明显提高该水稻的净光合速率，分析原因可能是_________。 A．提高了叶绿体中乙醇酸的利用率 B．减少了叶绿体中碳的损失 C．直接加速了C3再生C5 D．提高了Rubisco加氧酶的活性 E．抑制光呼吸强度 【答案】(1) 叶绿体基质 高 光呼吸消耗ATP/能量，有氧呼吸产生ATP/能量 (2)催化乙醇酸生成乙醛酸 (3) ATP、NADPH O2 增强 (4)ABE 【分析】由图可知：光呼吸需要叶绿体和线粒体共同参与。光呼吸时，叶绿体内生成乙醇酸，在过氧化物酶体内转化成乙醛酸，经过线粒体生成甘氨酸，最后在叶绿体内消耗ATP生成C3。 【详解】（1）光呼吸时，C5与O2结合的反应发生在叶绿体基质中。由题干“光呼吸是绿色植物在光照和高O2低CO2情况下，与光合作用同时发生的一个原耗能的副反应”可知，O2/CO2比值高时利于光呼吸而不利于光合作用。从能量代谢分析，有氧呼吸是释放能量的过程，而光呼吸是消耗能量的过程，这是光呼吸与有氧呼吸最大的区别。 （2）对比酶X缺陷型的突变植株（突变植株）和野生型植株在不同CO2浓度下乙醇酸含量：在0.03%CO2浓度下，突变植株乙醇酸含量825.54/（μg·g-1叶重）远高于野生型植株（1.54/（μg·g-1叶重）；在0.03%CO2浓度下，突变植株乙醛酸含量0.95/（μg·g-1叶重）低于野生型植株1.71/（μg·g-1叶重）。由此可推测，在光呼吸的过程中酶X的功能是催化乙醇酸转变为乙醛酸。 （3）正常进行光合作用的水稻，若突然停止光照，光反应为暗反应提供的ATP和[H]（NADPH）减少，暗反应速率减慢，消耗的C5减少，C5与O2结合的机会增加，导致光呼吸增强。 （4） 导入酶Y基因，酶Y能催化叶绿体中的乙醇酸分解生成CO2，提高了叶绿体中乙醇酸的利用率，使乙醇酸可以重新参与光合作用相关过程，减少了叶绿体中碳的损失，增加了光合作用的原料；同时抑制水稻叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，减少了乙醇酸运出叶绿体，也就减少了在叶绿体外进行的一些不利于光合的反应如光呼吸，所以可明显提高水稻的净光合速率，故选ABE。 38．（2025·天津河东·一模）土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力状况。为研究不同施肥方式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响，试验分组如下：不施肥（CK）、有机肥（M）、化肥（NP）、麦秸还田（S）、有机肥+化肥（M+NP）、麦秸还田+化肥（S+NP），其中，NP中氮肥为尿素，麦秸未经处理直接还田，结果如图所示。回答下列问题： (1)从生态系统组成成分分析，施用的肥料属于 。M、NP和S三种施肥方式中，对土壤微生物数量影响最大的是 。 (2)研究还表明，与CK组相比，S组小麦产量差异不显著。据图a分析，其原因是 。 (3)秸秆可用于生产畜禽饲料和食用菌，畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田，从研究能量流动的实践意义考虑，这样就实现了 。利用该方式能减少人类对生态和环境的影响，从而降低 。 (4)下列说法正确的是 （填序号）。 ①合理施肥可以提高氮的循环效率 ②施肥可增加土壤微生物数量和脲酶活性 ③为提高土壤肥力，短期内施用有机肥比化肥更有效 ④施用有机肥时，松土可促进有氧呼吸 【答案】(1) 非生物的物质和能量 NP (2)麦秸还田对微生物的数量几乎没有影响，不能增加土壤中营养成分的含量 (3) 对能量的多级利用，从而大大利用能量利用率 生态足迹 (4)①④ 【分析】1、生态系统的结构包括两部分内容：（1）生态系统的成分：由非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成；（2）生态系统的营养结构：食物链和食物网。 【详解】（1）生态系统的组成成分包括生物成分和非生物成分，生物成分包括生产者、消费者和分解者，非生物成分包括非生物的物质和能量，施用的肥料属于非生物成分；根据图a可知，与CK相比，M、NP和S三种施肥方式中对土壤微生物效援影响最大的是NP。 （2）已知S组施用的麦秸还田，从图a的结果可以看出，与CK组相比，S组对微生物的数量几乎没有影响，不能增加土壤中营养成分的含量，导致小麦产量差异不显著。 （3）秸秆用于生产畜禽饲料和食用菌，畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田，这种利用方式实现了物质和能量的多级利用，可提高能量的利用率，从而减少了人类对生态和环境的影响，降低了生存所需的生产资源和吸纳废物的土地与水域的面积，导致生态足迹降低。 （4）①、 根据图示信息，合理施肥可以增加土壤中微生物的数量和脲酶的活性，从而提高氮的循环效率，①正确； ②、施肥的方法不同，土壤微生物数量和脲酶活性也存在差异，麦秸还田对土壤微生物的数量几乎没有影响，并可降低脲酶活性，②错误； ③、为提高土壤肥力，短期内施用化肥比有机肥更有效，因为使用化肥后土壤微生物数量增加的速度和脲酶活性增大的幅度都最大，③错误； ④、施用有机肥时，松土可增加土壤中的空气含量，利于土壤中需氧微生物的有氧呼吸，促进有机肥的分解利用，④正确。 故选①④。 39．（2025·甘肃兰州·一模）某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度（0、4、8、12、16、20mmol/L），每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下： 光合参数氮浓度mmol/L 0 4 8 12 16 20 净光合速率（） 0 12 35 28 18 10 气孔导度（） 0 80 150 220 230 235 胞间浓度（） 450 380 260 280 320 360 (1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是 。 (2)电镜观察发现，缺氮组（0mmol/L）叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响 的生成，导致暗反应中 过程受阻。 (3)缺氮组胞间浓度高达，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象： 。 (4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路 。 (5)某玉米田地中土壤氮含量为5mmol/L，农民计划通过追肥将氮浓度提升至16mmol/L以提高产量。请结合本研究数据评价该方案的合理性，并提出优化建议 。 【答案】(1)减少数据误差，提高实验准确度 (2) NADPH和ATP C3的还原 (3)缺氮组光反应产物不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率 (4)取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，分析两者相关性 (5)具有一定的合理性，5-16mmol/L范围内随浓度上升净光合速率均可能高于5mmol/L的净光合速率，但8mmol/L之后净光合速率下降，建议提高至8mmol/L，该值附近净光合速率最大 【分析】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】（1）实验中之所以设置氮浓度梯度重复3次，其目的主要是为了减少数据误差，提高实验准确度。 （2）基粒是由类囊体薄膜堆叠而成，是光反应的场所，所以在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响光反应产生的ATP和NADPH，ATP和NADPH会参与暗反应C3的还原，所以会导致暗反应中C3的还原过程受阻。 （3）N元素会参与光反应阶段ATP、NADPH、暗反应阶段所需的酶的合成，所以缺氮组光反应产物（ATP和NADPH）不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率，即净光合速率为0。 （4）实验目的是验证缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关，其自变量为是否缺氮，因变量为叶绿素含量、净光合速率，所以其实验设计思路为：取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，验证两者的相关性。 （5）依据表格信息可知，5-16mmol/L范围内，玉米的净光合速率均可能高于5mmol/L时的净光合速率，且氮浓度在8mmol/L时，净光合速率开始下降，说明应将氮浓度提高至8mmol/L，该值附近净光合速率最大，综上，上述建议具有一定的合理性。 40．（2025·江西萍乡·一模）光照是影响光合作用的重要环境因子。科研人员通过分析叶绿素荧光参数筛选到一个对高光强敏感的拟南芥突变体nadk2。nadk2基因编码一个定位于叶绿体的NAD磷酸激酶，负责催化NAD生成NADP+。如图为拟南芥叶肉细胞内的叶绿体中消耗NADP+的部分反应。回答下列问题： (1)NAD磷酸激酶催化生成的NADP+可用于光合作用的 反应。据图可知，类囊体膜上合成ATP所需的能量直接来自 ，若类囊体腔中的H+泄露至叶绿体基质，类囊体膜上ATP的合成速率将会 （填“升高”“保持不变”或“降低”）。 (2)将高光强敏感的拟南芥突变体nadk2由适宜光照条件转移到高光强条件时，光反应速率会显著下降，表现出典型的光抑制现象，造成该现象的原因可能是 。 (3)气孔是由一对保卫细胞围成的小孔，是拟南芥叶片与外界进行气体交换的主要通道。 ①高温、干旱会使拟南芥叶片上气孔的开度减小，气孔开度减小对拟南芥的不利影响是 （答一点）。 ②保卫细胞的叶绿体能合成淀粉，TOR激酶能促进淀粉分解，使气孔开度增大。蔗糖也能使拟南芥气孔开度变大。现有生长状况一致的野生型拟南芥若干和TOR激酶抑制剂，欲通过实验验证蔗糖是否通过提高TOR激酶活性使拟南芥气孔开度增大。实验思路：实验前将野生型拟南芥进行适度干旱或高温处理，随机均分为3组，甲组不做处理（对照组），乙组用适量蔗糖处理，丙组用 处理。将各组拟南芥在 条件下培养。一段时间后，观察气孔开度变化。若 ，则证明蔗糖通过提高TOR激酶活性使气孔开度增大。 【答案】(1) 光 类囊体膜两侧H+浓度梯度势能 降低 (2)突变体nadk2的nadk2基因发生突变，造成NAD磷酸激酶活性降低，催化生成的NADP+减少，使光反应被抑制 (3) 气孔开度减小，CO2的吸收减少，光合速率降低，对生长不利 适量的TOR激酶抑制剂和蔗糖 光照、适度干旱或高温 乙组拟南芥气孔开度大于甲、丙两组 【分析】植物面临干旱条件时，气孔关闭能降低蒸腾作用强度，避免失水过多；气孔打开能保证CO2供应，使光合作用正常进行。 【详解】（1）NAD磷酸激酶催化生成的NADP+可用于光合作用的光反应，合成NADPH。据图可知，类囊体膜内外存在H+浓度差，类囊体膜上合成ATP所需的能量直接来自类囊体膜两侧H+浓度梯度势能。若类囊体腔中的H+泄露至叶绿体基质，类囊体膜内外H+浓度差减小，ATP的合成速率将会降低。 （2）nadk2基因编码一个定位于叶绿体的NAD磷酸激酶，负责催化NAD生成NADP+，突变体nadk2的nadk2基因发生突变，造成NAD磷酸激酶活性降低，催化生成的NADP+减少，使光反应被抑制，表现出典型的光抑制现象。 （3）①高温、干旱会使拟南芥叶片上气孔的开度减小，气孔开度减小，CO2的吸收减少，光合速率降低，对生长不利。 ②若要通过实验验证蔗糖是否通过提高TOR激酶活性使拟南芥气孔开度增大。实验前将野生型拟南芥进行适度干旱或高温处理，随机均分为3组，甲组不做处理（对照组），乙组用适量蔗糖处理，丙组用适量的TOR激酶抑制剂和蔗糖处理。将各组拟南芥在光照、适度干旱或高温条件下培养。一段时间后，观察气孔开度变化。若乙组拟南芥气孔开度大于甲、丙两组，则证明蔗糖通过提高TOR激酶活性使气孔开度增大。 41．（2025·天津河东·一模）2021年9月24日国际知名期刊《Science》发表了中国科学家人工合成淀粉的科技论文，在实验条件下，科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应，相比植物光合作用60多步生化反应而言大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程（A）和人工合成淀粉过程（B）如下图所示。请回答下列问题。    (1)在叶肉细胞中，过程A发生的场所是 。当光照突然减弱时，短时间内b的含量将 。若某植物早上8点到达光补偿点时，其光合作用所需的来源于 。叶肉细胞内类似于B中有机中间体的过程 （填“需要”或“不需要”）光反应提供ATP和NADPH。 (2)在与光合作用固定的量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累淀粉的量 （填“大于”、“小于”或“等于”）植物积累淀粉的量，因为 。 (3)人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为 。 (4)图示的①过程相当于植物光合作用的 阶段，②过程相当于植物光合作用的 过程。 (5)中间体如果能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处有 。 (6)若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题？（至少写出两点） 。 【答案】(1) 叶绿体 减少 植物自身呼吸作用产生的二氧化碳 不需要 (2) 大于 在人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或植物呼吸作用消耗糖类），因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程中积累的淀粉量更多 (3)光能→电能→化学能 (4) 光反应 CO₂的固定 (5)合成ATP， 以热能形式散失 (6)能节约大量的耕地和淡水资源；减少因农药、化肥的使用带来的环境污染；缓解温室效应等 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段： 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）：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。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。 【详解】（1）过程A为光合作用，在叶肉细胞中，过程A发生的场所是叶绿体。当光照突然减弱时，光反应减慢，产生的ATP和NADPH减少，则C3还原速率变慢，因而产生的C5，即b减少，同时二氧化碳的固定速率基本不变，因而短时间内b的含量将减少。若某植物早上8点到达光补偿点时，此时光合速率等于呼吸速率，则其光合作用所需的 CO2 来源于呼吸作用产生的二氧化碳，即该植物与外界没有发生气体交换。叶肉细胞内类似于B中 CO2→ 有机 C1→C3 中间体的过程“不需要光反应提供ATP和NADPH，该过程相当于二氧化碳的固定过程。 （2）在与光合作用固定的 CO2 量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累淀粉的量“大于”植物积累淀粉的量，因为在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相等，而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或植物呼吸作用消耗糖类），因此人工合成淀粉过程中积累的淀粉量更多。 （3）结合图示可知，人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为光能转变为电能，而后转变为有机物中的化学能。 （4）图示的①过程相当于植物光合作用的光反应阶段，②过程相当于植物光合作用的二氧化碳的固定过程，该过程不消耗能量。 （5）中间体 C6 如果能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处有一部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失。 （6）若该技术未来能够大面积推广应用，且生产的淀粉与植物制造的淀粉基本无差异，则该技术可解决当前人类面临的问题有能节约大量的耕地和淡水资源；减少因农药、化肥的使用带来的环境污染；缓解温室效应等。 42．（2025·安徽·一模）C3植物通过卡尔文循环完成碳的固定和还原，C4植物碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1），且叶肉细胞中的PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的Rubisco对CO2有更强的亲和力，叶肉细胞的叶绿体含有发达的基粒，而维管束鞘细胞较大，且含有几乎无基粒的叶绿体。回答下列问题：    (1)白天时C4植物细胞中能产生ATP的场所有 ，此时叶肉细胞能为维管束鞘细胞叶绿体内的暗反应提供 （答出3点）。 (2)高温、干旱导致气孔关闭，C4植物仍能保持较高光合速率的原因是 。 (3)现有C3植物A、C4植物B两种植物、请设计实验验证C4植物比C3植物具有更强的固定低浓度CO2的能力，请写出实验思路，并在图2中用曲线图表示出实验结果 。 实验思路： 。    【答案】(1) 细胞质基质、线粒体和叶绿体 ATP、NADPH和CO2（苹果酸） (2)当气孔关闭时，C4植物叶肉细胞内的PEP羧化酶能固定细胞间隙中低浓度的CO2形成苹果酸，苹果酸能分解产生CO2供维管束鞘细胞内的暗反应正常进行 (3) （最终B植物曲线低于A植物曲线，曲线变化趋势合理即可）   取A、B两种植物中大小且生长状况相同的两植株分别放置到初始CO2浓度相同的大小一致的密闭小室中，在相同且适宜的温度下给予充足的光照，每隔一段时间测定一次小室中的CO2浓度 【分析】分析图：①叶肉细胞的叶绿体有类囊体，能够完成光反应，但没有Rubisco酶，不能完成暗反应的全过程，只能在PEP酶的催化下将CO2整合到C4化合物中。C4化合物进入维管束鞘细胞中后释放出的CO2参与暗反应（卡尔文循环）。②维管束鞘细胞的叶绿体没有类囊体，不能进行光反应。在Rubisco酶的催化下，C4化合物释放出的CO2被固定为C3化合物，进而被还原为糖类。 【详解】（1）细胞呼吸可以产生ATP场所是细胞质基质和线粒体，光合作用的光反应阶段也会产生ATP，场所是叶肉细胞的叶绿体。叶肉细胞中叶绿体进行光反应阶段为暗反应提供ATP、NADPH和CO2（苹果酸）。 （2）当气孔关闭时，C4植物叶肉细胞内的PEP羧化酶能固定细胞间隙中低浓度的CO2形成苹果酸，苹果酸能分解产生CO2供维管束鞘细胞内的暗反应正常进行，因此C4植物仍能保持较高光合速率。 （3）实验自变量是植物种类C3植物A和C4植物B，因变量是固定CO2的能力大小，其实验设计思路是取A、B两种植物中大小且生长状况相同的两植株分别放置到初始CO2浓度相同的大小一致的密闭小室中，在相同且适宜的温度下给予充足的光照，每隔一段时间测定一次小室中的CO2浓度，若植物B的密闭小室中CO2浓度降低更快，在CO2浓度很低的情况下仍能生长，说明C4植物比C3植物具有更强的CO2固定能力。结果如图。    43．（2025·黑龙江吉林·一模）在池塘和湖泊中，存在着种类多样的沉水植物。与陆生植物不同，沉水植物对CO2的利用效率具有局限性，这是因为CO2在水体中的扩散速率仅仅是空气中的万分之一。为了适应水体的无机碳环境，沉水植物在结构和代谢机制上与陆生植物有很大差异。 (1)沉水植物的叶片常会进化成非常薄的丝状。从获取CO2的角度，试分析其原因是 。 (2)底泥中富含大量CO2。有些沉水植物根系发达，且在根部和叶片有大量连续的空洞。从获取CO2的角度分析，其意义是： 。 (3)为进一步提高CO2的利用效率，许多沉水植物进化出了特殊的光合代谢机制。下图为某种沉水植物的光合代谢模型。 ①据图可知，该沉水植物表皮细胞可吸收HCO3－，并在 的作用下将其首先固定为 。 ②产生的苹果酸可进入叶肉细胞直接被利用，也可在夜间存储在液泡中，白天分解。结合光合作用过程分析，夜间不能利用苹果酸合成有机物的原因是 。夜间存储苹果酸对于沉水植物的意义是 。 ③据图推测，白天液泡内细胞液的pH较夜间相比， （填“偏大”“基本相同”或“偏小”）。 【答案】(1)相对表面积更大，有利于吸收更多的CO2 (2)有利于从水中吸收更多的HCO3-以及在植物体内的运输 (3) PEP羧化酶 草酰乙酸 没有光照，不能通过光反应提供ATP和NADPH 增强其固定CO2的能力 偏大 【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生[H]和氧气，以及ATP的合成；（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。 【详解】（1）沉水植物的叶片变薄，其生物学意义是：增大了细胞表面积和体积比值，提高细胞与外界物质交换的速率，有利于细胞吸收水中的HCO3-用于光合作用。 （2）据题干信息“有些沉水植物根部和叶片中有大量连续的空洞，为CO2从沉积物扩散到叶片提供了路径”可知，沉水植物根系发达，且在根部和叶片有大量连续的空洞，有利于从水中吸收更多的HCO3-以及在植物体内的运输。 （3）①结合图示可知，该沉水植物表皮细胞可吸收HCO3-，在PEP羧化酶的作用下将其转变为草酰乙酸。②晚上没有光，不能通过光反应提供ATP和NADPH，不能利用苹果酸合成有机物；CO2在水体中的扩散速率仅仅是空气中的万分之一，夜间存储苹果酸有利于提高植物细胞固定碳的能力，以用于白天的光合作用。③白天苹果酸从液泡进入细胞质基质，导致液泡内的pH变大，比夜间大。 44．（2025·山东济宁·一模）Rubisco酶具有“两面性”，CO2浓度较高时，该酶参与暗反应，催化C5与CO2反应，最终得到光合产物；O2浓度较高时，该酶参与光呼吸，催化C5与O2反应形成乙醇酸，最终产生CO2。图示实线部分为高光、高温条件下，水稻叶肉细胞的部分代谢过程，图示虚线为利用基因工程技术构建的光呼吸GOC支路。回答下列问题。 (1)光合作用暗反应过程中Rubisco催化反应的产物被还原，为其提供能量的物质是 。晴朗的夏季中午，水稻会出现“光合午休”现象，该现象的产生主要与一种植物激素含量的变化相关，该激素为 。 (2)图中参与光呼吸过程的细胞结构有 。研究发现，光照强度降低时，光呼吸的速率也会降低，推测其原因是 。 (3)光呼吸GOC支路的构建可显著提高水稻产量，其原理是 。 【答案】(1) NADPH和ATP 脱落酸（或脱落酸和乙烯） (2) 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 光照强度降低时光反应产生的O2减少，Rubisco 催化的C5与O2反应速率降低 (3)该支路提高了叶绿体中CO2的浓度，提高了CO2竞争Rubisco酶的优势，光呼吸减弱，光合作用增强 【分析】植物的光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，产物有氧气、ATP和NADPH；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和C3的还原。 【详解】（1）光反应过程光能转化成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，ATP和NADPH为暗反应提供能量。脱落酸能够诱导气孔关闭，减少水分的散失，帮助植物应对干旱等逆境条件。水稻会出现“光合午休”现象的产生主要就是与脱落酸有关。 （2）据图可知，参与光呼吸过程的细胞结构有叶绿体、过氧化物酶体、线粒体。依题意，当氧气浓度高时Rubisco酶参与光呼吸，光照强度降低时光反应产生的O2减少，Rubisco 催化的C5与O2反应速率降低，光呼吸的速率也降低。 （3）依题意，CO2浓度高时，Rubisco酶参与暗反应。GOC支路提高了叶绿体中CO2的浓度，提高了CO2竞争Rubisco酶的优势，光呼吸减弱，光合作用增强。因此，光呼吸GOC支路的构建可显著提高水稻产量。 45．（2025·山东聊城·一模）光照强度是影响光合速率的重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题： (1)据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的 上，电子的最终供体是 ，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是 (2)图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果（Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率），则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了 （填“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后Fv/Fm的比值升高的原因是 。 (3)研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光（HH）处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ，试推测其可能的原因是 。 【答案】(1) 类囊体膜 水（H2O） 强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的 NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合， 生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑 制现象 (2) V→A→Z 16时以后，光照减弱，(A+Z)与(V十A十Z)的比值减小，光损伤减弱，损 伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高 (3) 气孔导度（Gs）降低，但胞间二氧化碳浓度升高 由于RuBP羧化酶活性下降，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，D1 蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）分析题意可知，光系统PSⅡ是光合作用中的重要色素蛋白复合体，主要分布在叶绿体的类囊体膜上；在光合作用中，水分子是电子的最终供体，通过光解水产生电子、质子和氧气；由题意可知，铁氰化钾是一种人工电子受体，强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的 NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合， 生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑 制现象。 （2）由题意可知，叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化，即叶黄素循环是植物的一种光保护机制，叶黄素V和叶黄素Z可以相互转化，以耗散多余的光能。在强光条件下，叶黄素V转化为叶黄素A，再转化为叶黄素Z，以耗散多余能量，防止光损伤，即在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了V→A→Z的转化；Fv/Fm比值表示光合色素对光能的转化效率，16时以后光照强度减弱，(A+Z)与(V十A十Z)的比值减小，光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高。 （3）结合图示可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；在亚高温强光条件下，由于RuBP羧化酶活性下降，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，D1 蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低。 46．（2025·安徽·一模）如下图所示，PSI、PSⅡ、ATP合成酶等是植物叶绿体类囊体膜上与光合作用密切相关的一系列蛋白质复合体。回答下列问题：    (1)实验室中常用 （试剂）分离绿色植物叶片中的色素，得到四条色素带，PSⅡ、PSI中特殊状态的叶绿素a应在距离滤液细线的第 条色素带中。 (2)图中所示的电子传递链中，电子（e-）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是 。ATP的形成与类囊体膜两侧的H⁺浓度梯度有关，据图判断， H+浓度较高。在类囊体薄膜上，光能被转化为 中的化学能。 (3)某同学想设计实验证明光反应中ATP合成所需的能量来自类囊体膜两侧H+浓度差形成的电化学势能，请利用实验材料，完成实验设计。 实验材料：离体的叶绿体类囊体、pH为4的缓冲溶液、pH为8的缓冲溶液、ADP和Pi等。 实验思路：将离体的叶绿体类囊体置于 的缓冲溶液中一段时间；在 （填“黑暗”或“光照”）条件下，将上述离体的叶绿体类囊体转移到 的缓冲溶液中一段时间，并向缓冲溶液中添加 ，一段时间后，检测有无ATP的合成。 【答案】(1) 层析液 2 (2) NADP+ 类囊体腔 ATP和NADPH (3) pH为4 黑暗 pH为8 ADP和Pi 【分析】据图和题意可知：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。光系统I吸收光能后，通过电子传递体传递的电子与H⁺、NADP⁺在类囊体薄膜上结合形成NADPH。 【详解】（1）实验室中常用层析液分离绿色植物叶片中的色素。叶绿素a应在距离滤液细线的第2条色素带中。 （2）图中所示的电子传递链中，电子（e-）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是NADP+   ，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，同时还可以通过传递体运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差，所以类囊体腔H+浓度较高。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。在类囊体薄膜上，光能被转化为ATP和NADPH中的化学能。 （3）该实验是验证光反应中ATP合成所需的能量来自类囊体膜两侧H+浓度差形成的电化学势能，实验思路为将离体的叶绿体类囊体置于pH为4的缓冲溶液中，平衡后转换黑暗条件，将其转移到pH为8的缓冲溶液、同时含有ADP和Pi的缓冲溶液中，检测有无ATP的合成。 47．（2025·河南驻马店·一模）骨关节炎是一种常见的退行性疾病，病变的软骨细胞表现出ATP耗竭。我国的科研团队从菠菜中提取了类囊体，制备成能独立合成ATP的纳米类囊体单元（NTU），首次实现植物的类囊体递送到动物细胞，提高小鼠软骨细胞代谢速率，将小鼠“60岁”的衰老退变软骨细胞恢复至“20岁”状态。回答下列问题。    (1)研究者清洗并研磨菠菜叶片，通过 法获得叶绿体，再处理得到类囊体。将类囊体递送到小鼠软骨细胞后，选用红光照射的原因是 。 (2)若小鼠溶酶体异常，可能导致类风湿性关节炎，该病属于免疫系统的 功能异常导致的 病。 (3)研究者提取小鼠软骨细胞的细胞膜与NTU组装后获得CM-NTU，注入小鼠体内的CM-NTU可直接与小鼠软骨细胞融合。相比直接将类囊体注入小鼠，该操作的优点是 。 (4)为检验CM-NTU对骨关节炎的治疗效果，研究者手术横切健康小鼠的韧带，诱导得到骨关节炎模型鼠，使用磷酸盐缓冲液、溶于磷酸盐缓冲液的CM-NTU等试剂，照射相同时间和强度的红光后，检测小鼠疼痛程度和软骨细胞中的ATP含量。考虑手术本身对实验的影响，请写出该实验的分组情况及预期结果。 实验分组情况： 。 预期结果： 。 【答案】(1) 差速离心 类囊体薄膜含有叶绿素，叶绿素主要吸收红光 (2) 免疫自稳 自身免疫 (3)避免小鼠与类囊体发生免疫排斥反应，提高类囊体递送的成功率 (4) 实验分组情况： A组：向手术但不横切韧带（假手术）的小鼠注射适量的磷酸盐缓冲液； B组：向骨关节炎模型鼠注射等量的磷酸盐缓冲液； C组：向骨关节炎模型鼠注射等量的溶于磷酸盐缓冲液的CM-NTU 预期结果： 小鼠疼痛程度：B组>C组>A组； 小鼠软骨细胞中的ATP含量：A组>C组>B组 【分析】类囊体为单层膜结构，类囊体在叶绿体中堆叠形成基粒，是光合作用光反应的场所，动物细胞膜为单层膜结构，具有一定的流动性。 【详解】（1） 要从菠菜叶片获得叶绿体，通常的方法是差速离心，即利用不同的离心速度产生不同的离心力，将不同大小和密度的细胞器等结构分离，从而获得叶绿体。  因为类囊体薄膜含有叶绿素，叶绿素主要吸收红光，所以用红光照射类囊体能检测其功能。 （2）若小鼠线粒体异常，导致类风湿性关节炎，这属于免疫系统的免疫自稳功能异常，免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能；这种病属于自身免疫病，自身免疫病是指机体对自身成分发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。 （3）研究中采取小鼠软骨细胞的M - NTU细胞系而获得CM - NTU，注入小鼠体内的CM - NTU可直接与小鼠软骨细胞融合，相比直接将类囊体注入小鼠，是为了避免小鼠与类囊体发生免疫排斥反应，探索类囊体递送的新的成功率更高的方式 。 （4）本实验的自变量为CM-NTU的有无，因此应该分为三组：正常小鼠、模型小鼠、模型小鼠+CM-NTU，考虑手术本身对实验的影响，因此正常小鼠需要做假手术。 实验分组情况： A组：向手术但不横切韧带（假手术）的小鼠注射适量的磷酸盐缓冲液； B组：向骨关节炎模型鼠注射等量的磷酸盐缓冲液； C组：向骨关节炎模型鼠注射等量的溶于磷酸盐缓冲液的CM-NTU 预期结果： 小鼠疼痛程度： B组>C组>A组； 小鼠软骨细胞中的ATP含量：A组>C组>B组。 48．（2025·河南驻马店·一模）镉是我国水稻田重金属污染的首要污染物。伴矿景天作为镉超积累植物，是修复土壤镉污染的理想植物。不同水分处理下伴矿景天的各项生理指标如下表所示，其中WHC为土壤持水量，35%WHC代表土壤含水量为最大田间持水量的35%，回答下列问题。 处理 总干重 （g/盆） 叶绿素 （g/kg） 总叶面积 （cm2） 光合速率 [μmolCO2/（m2·s）] 35%WHC 8.68 0.51 46.82 9.81 70%WHC 12.10 0.45 59.44 9.01 100%WHC 2.14 0.18 9.23 5.34 淹水胁迫 1.57 0.10 7.67 4.36 (1)据表可知，70%WHC处理最有利于伴矿景天生长发育。该处理下，伴矿景天光合速率不是最高的，原因是 ；从光合作用的角度分析，总干重最高的原因是 。 (2)淹水胁迫时，伴矿景天的总干重最低，用细胞呼吸原理解释其原因： 。 (3)根毛区是伴矿景天植株主要吸收镉的部位。木霉的代谢产物中有吲哚乙酸，该物质的前体为 。推测木霉能够强化伴矿景天修复镉污染土壤的原因是 。 (4)伴矿景天的净光合速率可用单位时间内 量表示。光合速率不能直接测量得到，研究者获得光合速率的方法是 。 【答案】(1) 70%WHC的伴矿景天叶绿素含量不是最高的，光反应不是最强的 该处理下，光合速率不是最高的，但是伴矿景天总叶面积最大，伴矿景天的总光合量最大 (2)淹水胁迫使伴矿景天根部细胞进行无氧呼吸，产生的酒精对根部细胞有毒害作用（或无氧呼吸产生的ATP少），影响根部细胞吸收矿质元素（或植株生长发育） (3) 色氨酸 木霉的代谢产物中有吲哚乙酸，促进侧根和不定根发生，有利于吸收土壤中的镉 (4) CO2吸收/O2释放/有机物积累 光合速率=净光合速率+呼吸速率，先在光照条件下测量净光合速率，再在黑暗条件下测量呼吸速率，才可计算得到光合速率 【分析】光合作用分为光反应和暗反应，发生的场所分别是类囊体薄膜和叶绿体基质；光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，主要分布在叶肉细胞的叶绿体的类囊体薄膜上，其作用是吸收、传递、转化光能；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。 【详解】（1）光合色素可吸收、传递和转化光能，据表可知，70%WHC的伴矿景天叶绿素含量不是最高的，光反应不是最强的，因此伴矿景天光合速率不是最高的。据表可知，70%WHC处理处理下，伴矿景天光合速率虽然不是最高的，但是伴矿景天总叶面积最大，因此伴矿景天的总光合量最大，叶片积累的有机物最多，因此总干重是最大的。 （2）细胞呼吸会消耗有机物，使干重降低，淹水胁迫使伴矿景天根部细胞进行无氧呼吸，由于无氧呼吸释放的能量很少，因此若与有氧呼吸产生相同的能量，无氧呼吸消耗的葡萄糖增加，且无氧呼吸产生的酒精对根部细胞有毒害作用（或无氧呼吸产生的ATP少），影响根部细胞吸收矿质元素（或植株生长发育），进而影响植物的光合作用，因此淹水胁迫时，伴矿景天的总干重最低。 （3）吲哚乙酸是由色氨酸经过一系列物质转化形成的，因此吲哚乙酸的前体为色氨酸。由于木霉的代谢产物中有吲哚乙酸，促进侧根和不定根发生，有利于吸收土壤中的镉，因此木霉能够强化伴矿景天修复镉污染土壤。 （4）净光合速率可用单位时间内CO2吸收量或O2释放量或有机物积累来表示。光照条件下测得的数值表示净光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此可先在光照条件下测量净光合速率，再在黑暗条件下测量呼吸速率，才可计算得到光合速率。 49．（2025·黑龙江·一模）LED植物灯作为一种人工光源，可以为植物补充额外的光照，从而有效调节果树的生长发育，提高产量和改善果实品质。下图对比了太阳光谱和某LED灯光谱主要光强分布情况及不同波长光谱下“夏黑”葡萄的光合作用效率变化之间的关系。请回答下列相关问题：    (1)提取“夏黑”葡萄叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许二氧化硅的作用是 。 (2)LED灯已经逐渐成为植物补光的主流选择。据图分析，对比地面太阳光，利用LED 灯补充光照的优点是 （答出1点即可）。 (3)科学家进一步探究了不同光谱对“夏黑”葡萄色素含量和净光合速率的影响，为在生产过程中选择合适光谱进行补光提供理论依据。选用若干大小一致的“夏黑”葡萄盆栽，分为三组，先进行遮光处理，然后分别设置对照（CK，不补光）、补主峰波长为630nm的红光（R630）、补主峰波长为460nm的蓝光（B460），培养7天后测定光合指标，结果如下表所示。 LED光质对“夏黑”葡萄最大净光合速率和光合色素含量的影响 处理 最大净光合速率Pn（umol∙m-2∙s-1） 叶绿素a（mg∙g-1） 叶绿素b（mg∙g-1） 类胡萝卜素（mg∙g-1） CK 9.192 0.57 0.7 0.12 R630 12.986 1.05 0.86 0.19 B460 14.367 0.49 0.24 0.10 ①据表分析，与叶绿素含量呈负相关的处理是 。 ②在实验过程中，除了葡萄盆栽的大小一致外，还需要考虑哪些问题来确保实验的准确性和可靠性： （至少答出2点）。 ③由以上图表可知，不同光谱对“夏黑”葡萄生长的影响不同。在实际生产中，如果以提高净光合速率、增加产量为首要目标，优先考虑使用 补光；如果以提高光合色素的积累为首要目标，则优先考虑使用 补光。 【答案】(1) 无水乙醇 有助于研磨更充分/使更多的色素溶于无水乙醇 (2)LED灯光谱与光合作用效率曲线变化基本一致或答LED灯主要光强分布在可见光区域 (3) B460 补光灯数量需要相同；补光灯距幼苗高度需相同；不同小组之间需要用遮阳网隔开；补光期间，进行常规水肥管理 蓝光 红光 【分析】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】（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取“夏黑”葡萄叶片中叶绿素和类胡萝卜素，加入少许二氧化硅的作用是有助于研磨更充分。 （2）分析题图可知，对比地面太阳光，利用LED 灯补充光照的优点是：LED灯光谱与光合作用效率曲线变化基本一致（或LED灯主要光强分布在可见光区域）。 （3）①表中信息显示：与对照（CK，不补光）组相比，补主峰波长为460nm的蓝光（B460）组的最大净光合速率高、叶绿素a的含量低，因此与叶绿素含量呈负相关的处理是B460。 ②在实验过程中，为了确保实验的准确性和可靠性，无关变量应保持相同且适宜，因此除了葡萄盆栽的大小一致外，还需要考虑的问题有：补光灯数量需要相同；补光灯距幼苗高度需相同；不同小组之间需要用遮阳网隔开；补光期间，进行常规水肥管理等。 ③由以上图表可知，补主峰波长为460nm的蓝光（B460）组的最大净光合速率最高，补主峰波长为630nm的红光（R630）组的叶绿素a和叶绿素b的含量最高。可见，在实际生产中，如果以提高净光合速率、增加产量为首要目标，优先考虑使用蓝光补光；如果以提高光合色素的积累为首要目标，则优先考虑使用红光补光。 50．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）干旱胁迫会对生长过程中植物的形态产生显著影响，使植物的生长受到抑制。沙窝具有明显的早生外部形态结构和水分生理特性，其叶具有较厚的角质层，可抑制蒸腾失水，有特殊的组织增大叶绿体对光照和CO2的吸收面，提高光合活性。某研究所为研究沙蒿抗旱生理机制和水分耐受极限，测得相关数据（如表），请回答下列问题： 处理天数/d 叶绿素含量/（mg·g-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μmol·mol-1） 0 5.594 5.298 0.029 110.464 6 4.921 2.695 0.007 230.722 12 5.026 0.415 0.005 333.221 18 4.762 0.056 0.002 419.362 24 4.214 -0.546 0.001 528.135 表1 (1)测定沙蒿叶肉细胞的叶绿素含量时用 提取色素，土壤含水率降低时观测到的沙蒿叶色由绿色变为黄色的原因是 。 (2)若气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，光合速率降低，称为气孔限制因素：若气孔导度下降，胞间CO2浓度较高，则光合速率降低是受其他因素的影响，称为非气孔限制因素，气孔限制因素主要通过影响 （填“光反应”或“暗反应”），从而影响光合速率。据表1分析，在干旱胁迫条件下，导致沙蒿光合速率下降的为 （填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”）。 (3)下图是沙蒿叶肉细胞类囊体膜上发生的部分生理过程，反应中心PSII、PSI中含有特殊状态的叶绿素a，它们能利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC等是传递电子的蛋白质。图中实线为电子的传递过程，虚线为H+的运输过程。当条件适宜时，部位甲的H⁺浓度大于部位乙，造成该H+浓度差原因有电子（e-）传递过程中释放的能量促进PQ蛋白运输H+和 、 等过程。H⁺通过ATP合酶的运输方式为 。    (4)进一步研究发现，外源NO还可缓解干旱胁迫下色素蛋白复合体PSII受到的破坏，从而增加光合速率。请以沙蒿为实验材料设计实验进行验证，请设计实验思路并预测实验结果（PSH的具体检测方法不做要求）： 【答案】(1) 无水乙醇 干旱条件下沙蒿叶绿素含量下降，类胡萝卜素的颜色显现出来（答出前半句即可） (2) 暗反应 非气孔限制因素 (3) 水的光解产生H＋ NADPH的合成消耗H＋ 协助扩散 (4)将生长状况相同的沙蒿均分成甲乙丙三组，分别在干旱胁迫、干旱胁迫+NO和适宜水分三种条件下 培养，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，检测组PSII含量（或光合速率）。若实验 结果为PSII含量（或光合速率）丙组>乙组>甲组，则可以验证上述结论 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：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）：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。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。 【详解】（1）叶绿素为脂溶性色素，不溶于水而易溶于酒精，故测定沙蒿叶肉细胞的叶绿素含量时用无水乙醇提取色素，结合表格可知，干旱会导致植物体内的叶绿素含量减少，因此土壤含水率降低时观测到的沙蒿叶色由绿色变为黄色的原因是干旱条件下沙蒿叶绿素含量下降，类胡萝卜素的颜色显现出来。 （2）植物叶片气孔可以控制气体的进出，光合作用的暗反应过程包括二氧化碳的固定和碳三的还原，故气孔限制因素主要通过影响暗反应，从而影响光合速率。据表1分析，在干旱胁迫条件下，植物净光合速率降低，气孔导度降低，而胞间CO2浓度上升，说明导致沙蒿光合速率下降的为非气孔限制因素，是由其他因素的影响。 （3）类囊体薄膜是光反应的场所，发生了水的光解和ATP以及NADPH的合成，水的光解生成H＋，NADPH的合成消耗H＋，故造成该H+浓度差原因有电子（e-）传递过程中释放的能量促进PQ蛋白运输H+和水的光解产生H＋、NADPH的合成消耗H＋等过程。结合图1和题干信息“部位甲的H⁺浓度大于部位乙”可知，H⁺通过ATP合酶的运输方式为协助扩散（顺浓度梯度运输，需要蛋白质的协助且不消耗能量）。 （4）进一步研究发现，外源NO还可缓解干旱胁迫下色素蛋白复合体PSII受到的破坏，从而增加光合速率，分析该实验的自变量为是否干旱以及干旱条件下是否施加外源NO，因变量为色素蛋白复合体PSII的含量或光合速率，故实验思路为：将生长状况相同的沙蒿均分成甲乙丙三组，分别在干旱胁迫、干旱胁迫+NO和适宜水分三种条件下 培养，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，检测组PSII含量（或光合速率）。实验结论为：若实验 结果为PSII含量（或光合速率）丙组>乙组>甲组，则可以验证上述结论。 51．（2025·江西·一模）铁是叶绿素合成关键酶的激活剂，缺铁时，植物叶肉细胞的RuBP羧化酶（催化RuBP与反应）活性明显下降，进而抑制光合作用，造成作物大量减产。下图是水稻的光合作用暗反应示意图，某研究小组将生长状况相似的水稻幼苗均分为、两组进行实验探究，组培养在完全培养液中，组培养在缺的培养液中，其他条件相同且适宜（假设呼吸速率基本不变）。持续提供标记的进行光合作用，一段时间后，检测并比较两组积累的标记的有机化合物的量、释放速率和吸收速率，发现组中标记的的量、释放速率和吸收速率均比组的低。请回答下列问题： (1)若以作为光合作用原料，在卡尔文循环中首先出现的是 。该三碳化合物在 等物质存在的情况下，被还原为3-磷酸甘油醛。 (2)实验中的“其他条件”主要是指 （至少答两项）。若在实验过程中突然停止供应，则此时两组实验中比值均会 （填“升高”或“降低”）。 (3)该研究小组的实验目的是 。经一段时间的检测发现，B组中标记的的量、释放速率和吸收速率均比A组的低，据干题信息分析，其原因是 。据题可知，在农业生产中，为促进水稻增产，可以采取的措施是 。 【答案】(1) 3-磷酸甘油酸 NADPH、ATP (2) 温度、光照、CO2、pH等 升高 (3) 探究Fe2+对水稻幼苗光合作用的影响 由于缺Fe2+，叶绿素合成关键酶活性降低，叶绿素合成更少，光反应产氧更少，O2释放速率更低；B组光反应产物NADPH和ATP更少，导致C3的还原减慢，同时胞内RuBP羧化酶活性明显下降，CO2的固定减慢，CO2吸收速率更低，最终14C标记的(CH2O)的积累量更少 适当增施铁肥 【分析】光合作用过程：（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）卡尔文循环中，CO2和五碳糖反应生成C3，故若以14CO2作为光合作用原料，在卡尔文循环中首先出现14C的C3是3-磷酸甘油酸；该三碳化合物在光反应的产物NADPH、ATP等物质存在的情况下，被还原为3-磷酸甘油醛。 （2）对照实验要确保无关变量相同且适宜，故实验中的“其他条件”主要是指温度、光照、CO2浓度、pH等；若在实验过程中突然停止14CO2的供应，会使得生成的C3减少，参与反应的C5的需求量减少导致剩余的C5含量升高，故C5/C3比值均会升高。 （3）据题干信息可知，该研究小组的实验目的是探究Fe2+对水稻幼苗光合作用的影响；检测发现B组中14C标记的（CH2O）的量、O2释放速率和CO2吸收速率均比A组的低，其原因可能是由于缺Fe2+，叶绿素合成关键酶活性降低，叶绿素合成更少，光反应产氧更少，O2释放速率更低；B组光反应产物NADPH和ATP更少，导致C3的还原减慢，同时胞内RuBP羧化酶活性明显下降，CO2的固定减慢，CO2吸收速率更低，最终14C标记的（CH2O）的积累量更少；据题可知，在农业生产中，为促进水稻增产，可以采取适当增施铁肥的措施来实现。 52．（2025·福建厦门·一模）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。 53．（2025·安徽滁州·一模）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。 54．（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。 55．（2025·广东深圳·一模）为选育适应弱光环境的优质水稻品种，研究人员通过γ射线诱变籼稻获得1株早熟䬺绿突变体水稻pe-1，并对水稻弱光胁迫的响应机制进行一系列研究。回答下列问题： (1)为了进行后续研究，研究人员通过 获得更多能稳定遗传的pe-1水稻。 (2)在水稻生长关键期，对野生型和pe-1水稻进行25％遮光处理7天，定期采集等量叶片浸泡在 （试剂）中浸提光合色素，直至叶片的颜色变成 ，再进行后续操作。 (3)经测定，野生型和pc-1叶绿素含量如图。据图分析，弱光胁迫后pe-1水稻叶片的黄化程度比野生型 （填“低”或“高”），依据是 。 (4)除光照外，CO2浓度也是影响光合作用的重要因素。绿叶吸收的CO2，在Robixco催化下，与C5结合，该过程是在细胞内的 发生，被称作 。在水稻大田种植过程中，试提出提高CO2供应量的一种具体措施 。 【答案】(1)连续自交或单倍体育种 (2) 无水乙醇 白色 (3) 低 pe-1叶片中叶绿素含量随着天数的增加而变多，而野生型的却减少 (4) 叶绿体基质 二氧化碳的固定 施用农家肥（有机肥） 【分析】提取光合色素常用的试剂是无水乙醇，因为光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 【详解】（1）为了进行后续研究，研究人员通过连续自交或单倍体育种获得更多能稳定遗传的pe-1水稻。 （2）提取光合色素常用的试剂是无水乙醇，因为光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 当叶片中的色素被充分提取到无水乙醇中后，叶片的颜色会变成白色，再进行后续操作。 （3）从图中可以看出，在弱光胁迫下，野生型水稻叶绿素含量下降幅度比pe - 1水稻大。 叶绿素含量高叶片颜色深，黄化程度低；叶绿素含量低叶片颜色浅，黄化程度高。pe-1叶片中叶绿素含量随着天数的增加而变多，而野生型的却减少，由于野生型水稻叶绿素含量下降幅度大，所以其叶片黄化程度高，即弱光胁迫后pe - 1水稻叶片的黄化程度比野生型低。 （4）绿叶吸收的CO2，在Robixco催化下，与C5结合，为光合作用的暗反应阶段，场所在叶绿体基质，该过程被称为二氧化碳的固定，在水稻大田种植过程中，可以通过增施有机肥来提高CO2 供应量。因为有机肥在分解过程中会产生大量的二氧化碳，从而增加田间二氧化碳浓度。 56．（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。 57．（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。 58．（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。 59．（2025·四川巴中·一模）19世纪末科学家形成了光合作用的整体反应式，但整体反应式只是表征了反应物和生成物之间的关系，并未说明所涉及的机制。直到1905年，布莱克曼在研究光合速率与环境因素(如图所示)的关系时有所突破。请回答下列问题： (1)上图中实验的自变量为 ，在0～150fc的低光照强度下，光合作用速率随光照强度的增加而增加，与温度无关，这说明 。 (2)布莱克曼推测光合作用中存在两个阶段：一个是光依赖性反应，另一个是非光依赖性反应。据图分析，布莱克曼认为存在非光依赖性反应的依据是 。 (3)后来瓦尔堡利用小球藻进行闪光实验验证布莱克曼的推测，处理方式和结果如图所示。 ①据图推测，如果B组的光合产物量在 范围时，说明光合作用存在非光依赖性的反应，由此证明了布莱克曼的推测。 ②科学家在B组基础上增设了多组改变光暗交替频率的实验，总光照时间与B组一致，发现在较高的光暗交替频率条件下，光合产物量很接近A组。请从光反应和暗反应的关系角度解释原因 。 【答案】(1) 光照强度、温度、CO2浓度 在较低光照强度下，限制光合作用速率上升的因素是光照强度 (2)在强光条件下，随光照强度增强，光合作用速率不变，但温度或CO2浓度升高，光合作用速率加快 (3) 大于0.5a小于a(大于0.5a即可) 在较高的光暗交替频率条件下，B组光照条件下光反应产生的ATP、NADPH可满足光照条件和黑暗条件下合成光合产物的需求，且在B组两条件下合成光合产物的速率与A组接近 【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】（1）据图分析实验的自变量是光照强度、温度、CO2浓度，因变量是光合速率。在0～150fc的低光照强度下，光合作用速率随光照强度的增加而增加，与温度无关，这说明在较低光照强度下，限制光合作用速率上升的因素是光照强度。 （2）据图分析，在强光条件下，随光照强度增强，光合作用速率不变，但温度或CO2浓度升高，光合作用速率加快，此时光合速率受到CO2浓度和温度的限制，因此布莱克曼认为存在非光依赖性反应。 （3）①据图推测，如果B组的光合产物量在大于0.5a小于a范围时，说明光合作用存在非光依赖性的反应，由此证明了布莱克曼的推测。 ②科学家在B组基础上增设了多组改变光暗交替频率的实验，总光照时间与B组一致，发现在较高的光暗交替频率条件下，光合产物量很接近A组，原因是在较高的光暗交替频率条件下，B组光照条件下光反应产生的ATP、NADPH可满足光照条件和黑暗条件下合成光合产物的需求，且在B组两条件下合成光合产物的速率与A组接近。 60．（2025·广东梅州·一模）微量元素肥料（微肥）会影响植物的光合作用。水培橡胶苗时，叶面微肥或配施促吸收剂会影响叶片的光合作用速率，其相关生理指标见下图。（CK组：叶面喷施超纯水；W组：叶面喷施微肥；C1+W组：叶面喷施促吸收剂（C1+微肥；C2+W组：叶面喷施促吸收剂C2+微肥。）回答下列问题：    (1)与对照组（CK组）相比，实验组的设置采用了自变量控制中的 （填科学方法）。 (2)据图分析可知，与CK组相比，微肥单施或与促吸收剂C1配施对光合色素的促进作用在于显著提高 （填“叶绿素a”或“叶绿素b”或“叶绿素a和叶绿素b”）的含量；比较叶绿素含量需要提取色素，其方法是 。 (3)据图分析微肥单施或与促吸收剂配施可促进橡胶苗生长的原因是 。 (4)橡胶叶片角质层厚，实际生产中采用叶面施肥促进橡胶的氮含量效果不显著，请你从生态学角度提出合理的解决措施： 。 【答案】(1)加法原理 (2) 叶绿素b 用无水乙醇等有机溶剂溶解色素 (3)微肥可通过促进橡胶苗根系发育来促进根对无机盐和水分的吸收以及增加叶绿素含量，从而提高其净光合速率 (4)在橡胶林底下种植豆科植物，利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量（或施用固氮菌微生物肥料，利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量） 【分析】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】（1）在该实验中，对照组（CK组）叶面喷施超纯水，实验组分别为W组（叶面喷施微肥）、C1+W组（叶面喷施促吸收剂C1+微肥）、C2+W组（叶面喷施促吸收剂C2+微肥）。实验组是在对照组的基础上，通过对自变量（微肥、促吸收剂）进行加法处理来设置的，所以采用了自变量控制中的加法原理。 （2）由图可知，C1+W组和W组的叶绿素a和叶绿素总量无显著差异，表明微肥单施或与促吸收剂C1配施对光合色素的促进作用在于显著提高叶绿素b的含量。比较叶绿素含量可采用的提取色素的方法是用无水乙醇等有机溶剂溶解色素； （3）据表可知，与对照组相比，微肥单施或与促吸收剂配施可通过促进橡胶苗根系发育来促进根对无机盐和水分的吸收以及增加叶绿素含量，从而提高其净光合速率，进而促进橡胶苗生长； （4）豆科植物与根瘤菌之间存在共生关系，根瘤菌能够在豆科植物根部形成根瘤，并在其中进行固氮作用，将大气中的氮气转化为植物可利用的氮素，通过这种方式，豆科植物可以提高土壤中无机氮的含量，据此可知，要提高橡胶的氮含量，可采用提高橡胶的氮代谢的方法：在橡胶林底下种植豆科植物，利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量或施用固氮菌微生物肥料，利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量。 61．（2025·吉林延边·一模）缺镁是导致植物叶片黄化的主要原因。为探究缺镁对龙眼光合作用的影响，研究人员做了相关研究，结果如图1所示。回答下列问题。 (1)该实验的自变量是 ，研究人员在不同的条件下检测的是龙眼叶片的 （填“总光合速率”或“净光合速率”）。 (2)据图1分析，缺镁导致龙眼叶片CO2吸收速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体 上的叶绿素含量下降，影响光反应 的产生，进而影响暗反应；另一方面，龙眼缺镁会导致呼吸作用速率 ，从而影响CO2吸收速率。 (3)当光照强度为800umol·m-2·s-1时，检测两组龙眼叶片的气孔相对开度和叶肉细胞间CO2浓度，结果如图2所示。CO2从气孔进入细胞间，主要通过 方式进入叶肉细胞叶绿体基质中，与C5结合产生C3，这一反应过程称为 。根据图2数据推测，缺镁组CO2吸收速率下降的主要原因并不是气孔相对开度，依据是 。 (4)为了进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，研究人员进行了相关实验，简要写出研究思路 。 【答案】(1) 光照强度和镁离子有无 净光合速率 (2) 类囊体薄膜 NADPH和ATP 增强 (3) 自由扩散 二氧化碳的固定 缺镁组气孔相对开度降低，细胞间CO2浓度增加并且高于对照组，表明缺镁导致净光合速率下降并不是因为气孔开度 (4)采用缺镁植株的（黄化）叶片进行色素的提取和分离，分析缺镁与叶绿素a和叶绿素b含量的关系 【分析】叶绿素的提取利用无水乙醇，叶绿素的分离采用纸层析法。镁影响叶绿素的合成，进而影响对光能的吸收，降低光合作用。 【详解】（1）分析题意，本实验的自变量是光照强度（横坐标）和镁离子的有无；图示纵坐标是二氧化碳的吸收速率，故测定的是龙眼叶片的净光合速率。 （2）镁是叶绿素的合成元素，缺镁导致净光合速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体的类囊体上的叶绿素含量下降，影响光反应ATP和NADPH的产生，进而影响暗反应；另一方面，根据图1可知，光照强度为0时，曲线与纵坐标的交点下降，说明龙眼缺镁会导致呼吸速率增强，从而影响净光合速率。 （3）CO2从气孔进入细胞间，主要通过自由扩散方式进入叶肉细胞叶绿体基质中与C5结合产生C3；这一反应过程称为二氧化碳的固定；根据图2数据，缺镁组气孔相对开度降低，细胞间CO2浓度增加并且高于对照组，表明缺镁导致净光合速率下降并不是因为气孔开度。 （4）纸层析法可用于探究色素含量，根据滤纸条的条带宽带进行比较，故进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，可采用缺镁植株的（黄化）叶片进行色素的提取和分离，分析缺镁与叶绿素a和叶绿素b含量的关系。 62．（2025·陕西西安·一模）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响，甲、乙、丙组均保留结果枝顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用，实验结果见下表，表中净光合速率是指单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。回答下列问题： 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹) 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物(mg) 21.96 37.38 66.06 单果重(g) 11.81 12.21 19.59 (1)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物被还原生成糖类，NADPH在该过程中的作用是 。光合产物糖类分子可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。实验开始前需要对结果枝基部树皮(含韧皮部)进行环剥处理(如图所示)，目的是 。 (2)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 (填“升高”或“降低”)，果实中含13C光合产物的量 (填“增加”或“减少”)。库源比降低导致果实单果重变化的原因是 。 (3)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见下表。 果实位置 果实中含13C光合产物(mg) 单果重(g) 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据上表的实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。 (4)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝合格果实产量(单果重10g以上为合格)的是___________。(单选) A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土 【答案】(1) C5 作还原剂、提供能量 防止其他枝条的光合产物通过韧皮部运输到果实对实验结果造成干扰 (2) 降低 增加 库源比降低，植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多 (3)离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多 (4)C 【分析】分析题意，本题研究研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，自变量为库源比，即以果实数量与叶片数量比值；因变量为光合作用以及光合产物分配情况。 【详解】（1）光合作用的暗反应过程包括二氧化碳的固定和C3还原，研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的C5结合而被固定，形成的产物还原为糖需要光反应合成的ATP和NADPH；NADPH在该过程中的作用是作还原剂、提供能量；光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。实验开始前需要对结果枝基部树皮（含韧皮部）进行环剥处理，如图所示，目的是防止其他枝条的光合产物光运输到果实对实验结果造成干扰。 （2）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低；果实中含光合产物的量增加；库源比降低导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。 （3）根据表格实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。 （4）综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能提高果实产量。ABD错误，C正确。 故选C。 63．（2025·江西新余·一模）植物工厂是利用高精度环境控制实现植物周年循环连续生产的现代化种植系统，即通过电脑对光照、湿度、温度、空气中二氧化碳浓度和营养液水平等环境因素实行全自动调控。生菜具有营养价值丰富、生育期短、商品性好等特点，已成为植物工厂水培生产系统中的主栽叶菜品种。请回答下列问题： (1)在无土栽培过程中营养液里的氮元素被生菜根系吸收，进入叶肉细胞可用于 （至少答2种）物质的合成，进而促进光合作用。培养过程中，还需要定时向营养液通入空气并更换营养液，其主要原因是 。 (2)下表是三种不同的光照模式：LED红蓝光常规光照（NL，光照18h/黑暗6h，红光/蓝光=4:1）、红蓝光连续光照（CL，光照24h/黑暗0h，红光/蓝光=4∶1）和红蓝光交替连续光照（CL-A，红光照射18h，蓝光照射6h）对水培生菜生长、产量和昼夜自由基清除率（DPPH）及H2O2含量和丙二醛（MDA）含量影响的部分取样数据。 地上部鲜重/g 淀粉含量 叶面积/cm2 伤害叶面积比例/% H2O2含量 DPPH MDA NL 39.53 1.82 468 18.85 1.53 26.06 1.22 CL 45.32 5.19 606 26.18 2.51 36.97 2.57 CL-A 54.71 8.83 766 7.79 1.61 45.91 1.51 注：MDA是脂质过氧化的标志性产物，主要由细胞膜中的多不饱和脂肪酸在活性氧（ROS）和自由基的攻击下分解产生。脂质过氧化会损害细胞膜的结构和功能，导致细胞凋亡等生理功能紊乱。 植物工厂通常会选择LED红蓝光是因为 。通过数据分析可知，相较于NL，CL和CL-A （填“有利于”或“不利于”）提高生菜产量。但3种光照处理下生菜叶片均出现不同程度的伤害，其中CL模式下叶片伤害程度最高。根据表格数据推测，光质交替对LED红蓝光连续光照生菜生理伤害的削减作用机制可能是 。 (3)新生叶片出现钙缺乏，会表现为叶片边缘皱缩、褪绿，叶尖枯黄，即“干烧心”，且维生素C是衡量生菜营养的重要指标之一，请设计实验探究叶面喷施不同浓度的氯化钙溶液对生菜品质以及“干烧心”的影响，其实验设计思路是 。 【答案】(1) NADPH、ATP、叶绿素、与光合作用有关的酶 通入空气，目的是促进生菜根部细胞呼吸；更换营养液，目的是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长 (2) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 有利于 光质交替可有效减少H2O2含量、提高DPPH，减少MDA，从而削减对生菜的生理伤害 (3)选生长健壮的、长势一致的生菜幼苗若干，随机均分为若干组，各组定期喷施不同浓度的氯化钙，一段时间后观察叶片边缘和叶尖状态 【分析】无土栽培过程中，植株长期在液体的环境中，根得不到充足的氧，影响呼吸作用，从而影响生长，培养过程中要经常给营养液通入空气，其目的是促进生菜根部细胞呼吸；营养液中的无机盐在培植植株的过程中会被大量吸收，因此更换营养液的主要原因是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。 【详解】（1）叶绿素、ATP、NADPH和酶的组成元素中都含有N，因此叶肉细胞吸收的氮元素可用于合成NADPH、ATP、叶绿素、与光合作用有关的酶等，进而促进光合作用。营养液中的生菜长期在液体的环境中，根得不到充足的氧，影响呼吸作用，从而影响生长，培养过程中要经常给营养液通入空气，其目的是促进生菜根部细胞呼吸；营养液中的无机盐在培植生菜的过程中会被大量吸收，因此更换营养液的主要原因是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。 （2）由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，为了增大光合速率，植物工厂通常会选择LED红蓝光进行补光。由表可知，相较于NL，CL和CL-A的地上部分鲜重显著增大，说明其有利于提高生菜产量。光质交替可有效减少H2O2含量、提高DPPH，减少MDA，从而削减对生菜的生理伤害。 （3）由题意可知，该实验的自变量是氯化钙的浓度，因变量是生菜叶片边缘是否皱缩、褪绿，叶尖是否枯黄和生菜维生素C的含量。可设计实验如下：选生长健壮的、长势一致的生菜幼苗若干，随机均分为若干组，各组定期喷施不同浓度的氯化钙，一段时间后观察叶片边缘和叶尖状态，检测维生素C含量，不出现干烧心，且维生素C含量相对最高一组对应的氯化钙浓度为最适浓度。 64．（2025·广东茂名·一模）某科研团队研究高温胁迫对番茄生长的影响，结果如下表所示。回答下列问题： 组别 叶绿素含量（mg·dm-2） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 羧化效率 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 根茎叶（g） 果实（g） 常温 3.89 0.14 253 0.12 13.9 80 16.25 高温 3.15 0.19 282 0.05 11.2 76.07 20.99 (1)从表中数据可知，在高温胁迫下，番茄的净光合速率较常温组低 （“是”或“不是”）气孔因素引起的，判断依据是 。 (2)研究表明，相比于常温组，高温胁迫组净光合速率较低的原因是 ，果实较重的原因是 。 (3)D1蛋白是光系统的反应中心蛋白，由叶绿体中的psbA基因指导合成。为提高番茄的耐高温性，科学家将拟南芥叶绿体中编码D1蛋白的psbA基因整合到番茄染色体DNA上，以实现D1蛋白在番茄中的高表达。下图是构建的基因表达载体部分示意图。    导入的psbA基因翻译场所是细胞质中的 ，其产生的D1蛋白需转移到 起作用。启动子是序列 （填“I”或“Ⅱ”），另一个序列的作用是 。 【答案】(1) 不是 高温组的气孔导度和胞间CO2浓度都高于常温组 (2) 叶绿素含量和羧化效率降低，导致光反应和暗反应的速率降低，光合速率降低 光合作用合成的有机物向根茎叶转移较少，向果实转移较多 (3) 核糖体 叶绿体 I 其表达产物引导D1蛋白定位到叶绿体 【分析】1、光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应的场所为类囊体薄膜，包括水的光解生成氢离子、电子和氧气，以及ATP、NADPH的合成；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原以及五碳糖的再生过程； 2、影响光合作用强度的主要因素包括温度、二氧化碳浓度、光照强度等。 【详解】（1）从表中数据可以看出，高温胁迫下气孔导度为0.19（mmol·m-2·s-1），高于常温组的0.14 （mmol·m-2·s-1），而胞间CO2浓度在高温胁迫下为282μmol·mol-1，也高于常温组的253μmol·mol-1。如果是气孔因素导致净光合速率降低，那么气孔导度应该降低，胞间CO2浓度也应该降低，而实际情况是气孔导度和胞间CO2浓度都升高了，所以番茄在高温胁迫下净光合速率较常温组低不是气孔因素引起的； （2）高温使叶绿素含量和羧化效率降低，导致光反应和暗反应的速率降低，光合速率降低。果实较重的原因可能是高温胁迫下，虽然净光合速率降低，但光合作用合成的有机物向根茎叶转移较少，向果实转移较多，导致果实较重； （3）导入的psbA基因翻译场所是细胞质中的核糖体，因为核糖体是合成蛋白质的场所。D1蛋白是光系统的反应中心蛋白，而光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，所以其产生的D1蛋白需转移到叶绿体起作用。启动子是序列I，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。 另一个序列（Ⅱ）的作用其表达产物引导D1蛋白定位到叶绿体。 65．（2025·江西上饶·一模）光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段。请根据相关信息回答相关问题： Ⅰ、图1是念珠蓝细菌内光合片层上进行的光反应阶段示意图。 Ⅱ、景天科植物菠萝同化CO2的方式比较特殊：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，以适应其生活环境。其部分代谢途径如图2所示。 (1)图1中的物质X和物质Y分别是 和 。 (2)图1中细胞质基质的H+运输通过光合片层的物质运输方式是 。光合片层图1中ATP合成酶合成ATP所需能量的直接来源是 。 (3)菠萝参与①过程的CO2来源于 过程。 (4)如果白天适当提高环境中的CO2浓度，菠萝的光合作用速率变化是 （填“增加”或“降低”或“基本不变”），其原因是 。 【答案】(1) H2O O2 (2) 主动运输 膜两侧的H+浓度差 (3)苹果酸脱羧作用和细胞呼吸 (4) 基本不变 白天菠萝气孔关闭，不从外界环境中吸收CO2 【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）由图分析可知，PSⅡ中的藻胆蛋白体吸收光能后，将水光解为氧气和H+，物质X和物质Y分别是水和氧气。 （2）细胞质基质的H+浓度比类囊体膜内的H+浓度低，因此细胞质基质的H+运输通过光合片层是逆浓度梯度进行的，其物质运输方式是主动运输。在ATP酶的作用下，H+浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP，故ATP合成所需能量的直接来源是膜两侧的H+浓度差。 （3）从图中可以看出①是CO2的固定，其中CO2来自于苹果酸脱羧作用和细胞呼吸。 （4）根据题干信息，菠萝白天气孔关闭，不从外界环境中吸收CO2，因此如果在白天提高外界CO2的浓度，其光合作用速率基本不变。 66．（2025·广东·一模）光是调节植物生长发育的重要环境因子；盐胁迫会导致光合系统受到损害。研究人员以番茄幼苗为材料，研究在盐胁迫条件下不同红光与远红光比值（R：Fr）对番茄幼苗形态建成、叶绿素含量和光合速率的影响，部分结果如表。 LED光源/盐胁迫 叶面积/cm2 茎粗/mm 株高/cm 干重/g 叶绿素含量/ （ug•g-1） 净光合速率/ （μmol•m--2•s-1） 光饱和点/ （μmol•m-2•s-1） CK（R：Fr=7.4） 435.31 6.02 18.23 1.73 2.77 17.08 1300 T1（R：Fr=7.4） +盐胁迫 201.62 4.31 11.97 0.79 2.01 5.02 500 T2（R：Fr=1.2） +盐胁迫 318.91 5.11 15.62 1.23 2.34 10.15 800 T3（R：Fr=0.8） +盐胁迫 401.91 5.85 17.32 1.62 2.43 13.09 1100 注：1本实验CK组为白色LED光源，T2、T3为在CK组的基础上添加不同强度的LED远红光光源，形成了番茄幼苗生长发育的光环境。 2表中数据为实验第8天时的结果。 回答下列问题： (1)叶绿体类囊体膜中集中着大量光合色素，其作用是 ，其中可吸收蓝紫光的色素是 。盐胁迫下，一方面，番茄幼苗的细胞以 方式失水，使细胞液渗透压增大，生长受抑制；另一方面，叶绿素含量下降，幼苗捕获光能减少，生成的 减少，使光合速率下降。 (2)植物体内的 可感受环境中R：Fr配比的光信息变化，从而影响植物的 和形态建成。从表中信息推测，适当补充 （填“红光”或“远红光”），能显著缓解盐胁迫对番茄幼苗的伤害。其原因可能是适当降低光环境中的R：Fr值，促进了番茄幼苗株高，增加了叶面积和茎粗，抑制了叶绿素的分解，显著提高了幼苗的 和净光合速率，缓解番茄幼苗的盐胁迫，提高抗盐性。 (3)综合上述，若要提高设施栽培中番茄的产量，请提出可行的措施 （答2点即可）。 【答案】(1) 吸收、传递、转化光能 叶绿素和类胡萝卜素 渗透（作用） ATP、NADPH (2) 光敏色素 生长发育 远红光 光饱和点 (3)适当补充远红光、合理施肥 【分析】1、光合作用，通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段； 2、光反应阶段是在叶绿体的类囊体薄膜上，利用光能，将水分子分解为氧气和H+，H+和NADP+反应，生成NADPH，同时ADP与Pi吸收能量结合生成ATP； 3、暗反应阶段是在叶绿体基质中，首先C5结合CO2生成两分子C3，紧接着C3被NADPH还原，并利用NADPH和ATP中能量，生成（CH2O）和C5。 【详解】（1）植物的光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此可吸收蓝紫光的色素是叶绿素和类胡萝卜素；盐胁迫条件下，番茄幼苗细胞因渗透作用失水，导致细胞液渗透压增大从而抑制植物生长；同时，叶绿素含量下降又导致幼苗的光反应减弱，ATP、NADPH合成减少，从而使光合速率下降； （2）植物体内的光敏色素能够感受光信息的变化，从而影响植物的生长发育和形态建成；根据表中信息，（R：Fr）比值降低，番茄幼苗的光饱和点和净光合速率均上升，推测适当补充远红光能缓解盐胁迫对番茄幼苗的伤害； （3）为提高番茄的产量，可采取适当补充远红光以降低（R：Fr）比值、合理施肥避免产生盐胁迫等措施。 67．（2025·山东枣庄·一模）土壤盐溶液浓度过大对植物造成的危害称为盐胁迫，植物表现为吸水困难、生理功能紊乱等。研究人员用高浓度NaCl溶液处理玉米苗研究盐胁迫对玉米光合特性的影响，结果如图所示；同时研究了盐胁迫环境下对玉米苗喷施脱落酸（ABA）对光合特性的影响，结果如表所示。 参数 无盐胁迫对照组 喷施脱落酸浓度（μmol·L-1） 0 1 2.5 5 10 光合速率（μmol·m-2·s-1） 11.11 5.62 5.96 10.58 12.77 6.17 气孔导度（mmol·m-2·s-1 1.50 0.23 0.43 0.99 1.19 0.35 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 248 221 252 249 246 242 (1)图中色素含量可以通过纸层析法进行研究，实验时层析液不能超过滤液细线的原因是 ，距离滤液细线最近的色素条带呈现 色，主要吸收 光。 (2)盐胁迫会导致玉米光合速率降低，但不同时期导致降低的原因有所不同，据图分析0-15天主要是因为 ；15—30天主要是因为 。 (3)据表分析，喷施ABA对盐胁迫条件下玉米光合速率的影响是 ，为进一步探究缓解盐胁迫的最适ABA浓度，可采用的实验思路是 。 【答案】(1) 滤液细线中的色素会溶解在层析液中 黄绿 蓝紫光和红光 (2) 胞间CO2浓度降低导致暗反应减慢 光合色素含量降低导致光反应减慢 (3) 随ABA浓度升高，玉米光合速率先升高后降低 选择2.5-10μmol·L-1的ABA，然后设置等浓度梯度实验 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用干合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原。影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度和温度等。 【详解】（1）利用纸层析法分离色素时，层析液不能超过滤液细线，否则滤液细线中的色素会溶解在层析液中，导致滤纸条上没有色素带。色素在层析液中的溶解度越高，随滤纸条扩散的越远，反之，溶解度越低，扩散的越近，距离滤液细线最近的色素条带是叶绿素b，呈黄绿色，主要吸收红光和蓝紫光。 （2）结合右边图形可知，0-15天胞间CO2浓度降低导致暗反应减慢，进而导致玉米光合速率降低。15—30天胞间CO2浓度增加，玉米光合速率却降低，说明CO2浓度不是影响因素，而是光合色素含量降低导致光反应减慢，进而导致光合速率降低。 （3）由表格数据可知，在盐胁迫下，随着ABA浓度升高，玉米光合速率先升高后降低，期中在ABA浓度在12.7μmol·L-1时，光合速率最大， 因此欲进一步探究缓解盐胁迫的最适ABA浓度，可选择2.5-10μmol·L-1的ABA，然后设置等浓度梯度实验进一步实验。 68．（2025·安徽马鞍山·一模）以下是科研人员研究Mg2+对水稻光合作用速率的影响，相关指标的测定结果如下图所示。回答下列问题。 (1)Mg2+是合成某类光合色素的原料，该类色素主要吸收 光；结合图1分析该类色素的合成除了受Mg2+影响，还受 影响。 (2)酶R可催化CO2的固定，请结合图1和图2以及所学知识说明Mg2+是如何提升最大CO2固定速率的 。 (3)为进一步探究叶绿体中Mg2+规律性波动的原因，科研人员继续对野生型、突变体MT3（MT3基因缺失）和突变体OS（OS基因缺失）的叶绿体中Mg2+含量进行了同等条件下的测定，结果如下表。 序号 水稻植株 叶绿体中Mg2+相对含量 1 野生型 2.5 2 突变体MT3 1.5 3 突变体OS 3.5 突变体MT3组的设置运用了自变量控制中的 （填科学方法）。研究发现MT3蛋白为Mg2+转运蛋白，依据表中数据推测叶绿体膜上还 （填“存在”或“不存在”）其他Mg2+转运蛋白；同时发现OS蛋白并不是Mg2+转运蛋白，推测OS蛋白改变叶绿体中Mg2+相对含量的机制可能是 。 【答案】(1) 红光和蓝紫光 光照 (2)Mg2+有利于叶绿素合成，促进光反应产生NADPH和ATP,提高了C3还原成C5的速率，C5增多促进了CO2固定；Mg2+直接提高酶R的活性也促进了CO2的固定 (3) 减法原理 存在 OS蛋白抑制Mg2+转运蛋白的活性（合理即可） 【分析】光合作用过程：（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）Mg2+是合成叶绿素的原料，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；据图1可知，光照条件下叶绿体利用Mg2+合成叶绿素，故结合图1分析该类色素的合成除了受Mg2+影响，还受光照的影响。 （2）据图1可知，Mg2+可促进叶绿素的合成，促进光反应产生NADPH和ATP，提高了C3还原成C5的速率，C5增多促进了CO2固定，已知酶R可催化CO2的固定，据图2可知，Mg2+直接提高酶R的活性，从而促进了CO2的固定。 （3）据表中数据可知，突变体MT3组的叶绿体中Mg2+相对含量较野生型的少，故该组的设置运用了自变量控制中的减法原理；已知MT3蛋白为Mg2+转运蛋白，突变体MT3缺失MT3基因，但叶绿体中Mg2+相对含量减少，并不为零，说明叶绿体膜上还存在其他Mg2+转运蛋白；据表可知，突变体OS（OS基因缺失）组的叶绿体中Mg2+相对含量较野生型的多，而OS蛋白并不是Mg2+转运蛋白，故可推测OS蛋白可能抑制Mg2+转运蛋白的活性，其缺失突变体（突变体OS）的Mg2+转运蛋白的活性将升高，促进Mg2+转运进叶绿体，使其相对含量升高。 69．（2025·湖南邵阳·一模）当光照过强，积累的NADPH会造成叶绿体损伤，导致光合速率下降。下图表示eATP与呼吸链对某植物光合作用的影响（细胞内ATP为iATP，细胞外ATP为eATP），由交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光。根据所学知识回答下列问题： (1)产生iATP的场所有 （至少写出两点）。 (2)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，其作用是 。 (3)氰化物可抑制COX的活性从而抑制细胞呼吸，植物可通过AOX进行抗氰呼吸，但该过程释放的热能更多。与正常细胞呼吸相比，抗氰呼吸过程中生成的ATP （填“较多”或“较少”）。 (4)交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光的原因是 。 (5)研究者推测，eATP可能是作为 调节植物的光合作用。为探究强光条件下eATP对植物光合速率的影响，请写出实验思路 。 【答案】(1)线粒体、细胞质基质、叶绿体（或“类囊体”） (2)①实现光能的吸收、传递、转化；②产生ATP和NADPH；③进行水的光解 (3)较少 (4)AOX消耗NADH产生热能和ATP，有利于促进草酰乙酸和苹果酸循环，加速NADPH的利用，减少其对叶绿体的损伤 (5) 信息分子/信号分子 用正常植物和DORN1缺陷型植物做对照，在强光条件下，测定两组植物光合速率（或“用eATP处理的正常植物和不用eATP处理的正常植物做对照，在强光条件下，测定两组植物光合速率”） 【分析】1、有氧呼吸可以概括地分为三个阶段。第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量，这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，这一阶段不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。 2、光反应阶段 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。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)。NADPH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；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。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能，这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 【详解】（1）细胞内ATP为iATP，其产生的场所主要有细胞质基质（细胞呼吸第一阶段产生少量 ATP）、线粒体（有氧呼吸第二、三阶段产生大量 ATP）、叶绿体（光反应阶段产生 ATP）。 （2）光系统Ⅰ和光系统Ⅱ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，其作用是吸收光能，完成光反应的有关变化，具体有①实现光能的吸收、传递、转化；②产生ATP和NADPH；③进行水的光解。 （3）AOX抗氰呼吸过程释放的热量更多，说明有氧呼吸第三阶段[H]与氧结合形成水释放出的能量更多以热能形式散失，因为能量守恒，故抗氰呼吸过程中生成的ATP较少。 （4）由题干 “当光照过强，积累的 NADPH 会造成叶绿体损伤，导致光合速率下降” 以及图中信息可知，交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光的原因是：该途径可以消耗更多的 NADH，使 NADPH 更多地转化为 NADP⁺，从而减少 NADPH 的积累，降低强光对叶绿体的损伤。 （5）①研究者推测，eATP 可能是作为信号分子调节植物的光合作用。②实验思路：将生长状况相同的植物若干，平均分成两组，分别标记为 A 组和 B 组。将 A 组植物置于强光条件下，同时向其喷施适量的 eATP 溶液；将 B 组植物置于相同的强光条件下，喷施等量的蒸馏水作为对照。在其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间后，分别测定两组植物的光合速率。 70．（2025·安徽黄山·一模）景天科植物适宜生长在干旱炎热地区，夜间气孔开放吸收CO2。吸收的CO2与磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）结合形成苹果酸积累于液泡，该过程需要PEP羧化酶催化；白天气孔关闭，苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图1所示。    (1)测定植物叶肉细胞中叶绿素含量时应将光合色素提取液置于红光下测定吸光度，使用红光而非蓝紫光的原因是 。 (2)景天科植物的暗反应只能在 （填“白天”或“夜晚”）进行，此时，暗反应所需CO2来源于 的代谢过程。景天科植物的气孔通常在白天关闭，而在夜晚打开吸收CO2，这一特性的意义是 （答出2点）。 (3)为探究温度对某景天科植物光合作用的影响，某实验小组通过 法提取了该植物部分叶肉细胞中的叶绿体，制作成悬液，设为甲组，取等量生理状况相同的同种植物叶肉细胞，制作单细胞悬液，设为乙组。甲、乙两组置于不同温度下，其他实验条件相同且适宜，测量CO2吸收速率，结果如图2。随着温度的升高，该实验中细胞的呼吸速率的变化趋势是 。    【答案】(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，使用红光检测叶绿素含量，减少叶片中类胡萝卜素对实验结果的干扰 (2) 白天 苹果酸的分解和细胞呼吸的释放 白天关闭气孔，可防止景天科植物在白天大量散失水分，有利于适应干旱环境；夜间吸收CO2并储存在苹果酸中，能保证白天光合作用对CO2的需求 (3) 差速离心 先升高后降低 【分析】分析图1：夜间气孔开放，吸收的 CO2生成苹果酸储存在液泡中，即图中A过程；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放 CO2用于光合作用，即图中B过程。 【详解】（1）光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以，使用红光检测叶绿素含量，目的是减少叶片中类胡萝卜素对实验结果的干扰。 （2）据图1分析可知，光合作用包括光反应和暗反应，光反应在有光条件下合成ATP和NADPH为暗反应提供反应条件，故景天科植物的暗反应只能在白天进行，同时景天科植物白天苹果酸分解能释放CO2，同时细胞呼吸也能产生CO2，因此暗反应所需的CO2可以来自苹果酸的分解和细胞呼吸的释放。景天科植物的气孔通常在白天关闭，而在夜晚打开吸收CO2，这一特性的意义在于白天关闭气孔，可防止景天科植物在白天大量散失水分，有利于适应干旱环境，夜间吸收CO2并储存在苹果酸中，能保证白天光合作用对CO2的需求。 （3）为探究温度对某景天科植物光合作用的影响，实验小组采用了差速离心法提取了该植物部分叶肉细胞中的叶绿体，并制作成悬液进行测定。随着温度的升高，与呼吸作用相关的酶活性会发生变化。据题图2分析可知，在一定范围内温度升高可以提高酶的活性，从而促进呼吸作用；但温度过高则会导致酶变性失活，从而降低呼吸速率。因此，该实验中细胞的呼吸速率随着温度的升高可能呈现先升高后降低的趋势。这一趋势与实验结果相符，说明温度对景天科植物的光合作用和呼吸作用均有显著影响。 71．（2025·云南曲靖·一模）莴苣是一种食用蔬菜，常用于植物生理学方面的科学研究。光可以为莴苣提供能量，驱动莴苣叶肉细胞光合作用的进行；光也可以作为信号影响莴苣的生长发育。回答下列问题：    (1)CO2进入叶绿体后，与E结合生成了F，随后被A还原，F是 ，A是 。 (2)反应I中的叶绿素a主要吸收 。反应Ⅱ中，CO2的浓度突然升高后，短时间内D和F的含量分别 、 。（填“增多”“减少”或“不变”） (3)若把某株莴苣置于密闭的玻璃罩内，给予充足的光照，其他条件适宜，预测玻璃罩内CO2浓度的变化情况是 。 (4)科研人员对莴苣种子进行红光和红外光的交替曝光处理，然后置于暗处。一段时间后，观察到种子的发芽情况如下表。请分析回答有关问题。    光照处理方式 发芽情况 无光照 不发芽 红光 　发芽 红光→红外光 不发芽 红光→红外光→红光 　发芽 红光→红外光→红光→红外光 不发芽 ①据上表可推测种子是否萌发取决于 。 ②研究发现红光和远红光调控莴苣种子的萌发还与种子中赤霉素的含量有关，如图2.据图分析红光和远红光处理影响种子萌发的机制是 。 【答案】(1) C3/三碳化合物/3-磷酸甘油酸 NADPH/还原型辅酶II (2) 红光和蓝紫光 增多 增多 (3)CO₂浓度逐渐下降，最后趋于稳定 (4) 最后一次曝光是否接受了红光处理 赤霉素促进种子萌发，红光处理提高了种子中赤霉素的含量，红外光处理降低了种子中赤霉素的含量 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）CO2进入叶绿体后，可与C5反应参与二氧化碳的固定，与E结合生成了F，则F是C3/三碳化合物/3-磷酸甘油酸；A可与ATP一起参与C3的还原，表示NADPH。 （2）反应I是光反应过程，该过程中叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光；反应Ⅱ暗反应中，CO2的浓度突然升高后，二氧化碳的固定加快，短时间内FC3/三碳化合物的生成量增多；C3还原加快，消耗的ATP增多，则短时间内D（ADP）增多。 （3）若把某株莴苣置于密闭的玻璃罩内，给予充足的光照，其他条件适宜，开始时光合大于呼吸，则CO₂浓度逐渐下降，此后光合速率与呼吸速率达到平衡，CO₂浓度趋于稳定。 （4）①分析表格，无光照或者最后照射的为红外光不发芽，最后照射的为红光发芽，故可推测种子是否萌发取决于最后一次曝光是否接受了红光处理。 ②分析图2，实验的自变量是处理时间和光照类型，据图可知，红光处理赤霉素含量升高，远红光处理下赤霉素含量降低，据图分析红光和远红光处理影响种子萌发的机制是赤霉素促进种子萌发，红光处理提高了种子中赤霉素的含量，红外光处理降低了种子中赤霉素的含量。 72．（2025·贵州毕节·一模）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和下图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中固定的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。） 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.60 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表回答下列问题： (1)光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，其中暗反应阶段为光反应阶段提供的物质有 。 (2)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片主要吸收可见光中的 光。 (3)光照强度逐渐增加达到2000μmolm-2s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（选填“高于”“低于”或“等于”）。ygl有较高光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。 【答案】(1)NADP+、ADP、Pi (2) 类胡萝卜素与叶绿素的比值较高 红光和蓝紫 (3) 高于 呼吸速率较高 【分析】分析题表和题图：与WT相比，ygl植株的叶绿素和类胡萝卜素含量都较低，但类胡萝卜素/叶绿素较高，光饱和点较高，呼吸速率较高。 【详解】（1）光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，其中暗反应阶段为光反应阶段提供的物质有NADP+、ADP、Pi，光反应为暗反应提供NADPH和ATP。 （2）根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素与叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫光。 （3）光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，从柱状图中看出，ygl的呼吸速率高于WT，因此ygl的最大实际光合速率高于WT，因此达到最大实际光合速率需要的最小光照强度大，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图b和图c可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。 73．（2025·云南昆明·一模）随着工业的发展，镉污染对环境和人类健康造成了极大的威胁。研究表明，镉对香樟幼苗光合作用具有抑制作用。为研究吲哚乙酸对镉胁迫下香樟幼苗光合作用的影响，某研究小组进行了相关实验，结果见下表。 组别 实验处理 叶绿素含量mg/g 镉浓度mg/kg 吲哚乙酸浓度mg/kg 甲 0 0 1.846 乙 20 0 1.337 丙 20 5 1.585 丁 20 10 2.141 戊 20 40 1.756 回答下列问题。 (1)香樟叶片中的叶绿素吸收的光能有以下两方面用途： 。为提取香樟叶片中的叶绿素，应在研钵中加入剪碎的香樟叶片和 ，经快速研磨、过滤后收集滤液。 (2)与甲组相比，乙组的实验结果说明 。 (3)据表分析，吲哚乙酸可 （填“加剧”或“缓解”）镉对香樟幼苗光合作用的抑制。为进一步探究吲哚乙酸作用的最适浓度，请写出简要的实验思路 。 【答案】(1) 一方面将水分解为氧和，另一方面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 无水乙醇、碳酸钙和二氧化硅 (2)镉胁迫下香樟叶片的叶绿素含量降低，从而使光合作用受抑制 (3) 缓解 在浓度为5-40mg/kg范围内缩小浓度梯度，配置系列浓度的吲哚乙酸溶液重复上述实验，一段时间后检测香樟幼苗叶片中的叶绿素含量 【分析】实验目的是研究吲哚乙酸对镉胁迫下香樟幼苗光合作用的影响，自变量是吲哚乙酸的浓度，镉浓度是无关变量，保持相同，因变量是叶绿素含量。 【详解】（1）叶绿素吸收的光能有以下两个方面的用途：一是将水分解为氧和  H +  ，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。提取叶绿素，应在研钵中加入剪碎的香樟叶片和无水乙醇（溶解色素）、碳酸钙（防止色素遭到破坏）和二氧化硅（为了研磨的充分），经快速研磨、过滤后收集滤液。 （2）甲组是对照组，乙组是镉胁迫组，乙组的叶绿素含量低于甲组，说明了在镉胁迫下香樟叶片的叶绿素含量降低，从而使光合作用受抑制。 （3）乙组为镉胁迫组，丙、丁、戊组给予了不同浓度的吲哚乙酸处理，与乙组相比较，丙、丁、戊组的叶绿素含量均高于乙组，说明了吲哚乙酸可环节镉对香樟幼苗光合作用的抑制。若要进一步探究吲哚乙酸作用的最适浓度，可在5-40mg/kg的浓度范围内缩小浓度梯度，配置系列浓度的吲哚乙酸溶液重复上述实验，一段时间后检测香樟幼苗叶片中的叶绿素含量即可。 试卷第1页，共3页 1 / 97 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$