大题01 光合专练（浙江专用）-【大题精做】冲刺2025年高考生物大题突破+限时集训（浙江专用）

大题01 光合专练 1、光反应为碳反应提供ATP和NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+ 2、ATP可以提供能量和磷酸基团，NADPH可以提供能量和还原剂（氢） 3、卡尔文循环的起点是五碳糖，形成的第一个糖是三碳糖 4、卡尔文循环中的三碳糖大多数再生为五碳糖，脱离循环产生的三碳糖大多数运到叶绿体外转化为蔗糖，少数在叶绿体内转化为淀粉、蛋白质和脂质 5、影响碳反应的因素为气孔还是非气孔因素需要看两个条件，如果气孔导度下降、胞间二氧化碳浓度也下降，则为气孔因素；如果气孔导度下降、胞间二氧化碳浓度不变或者上升，则为非气孔因素 6、不管是光饱和点还是光补偿点，都在X轴上，只会左移或者右移 7、净（表观）光合速率的判断名词：氧气释放速率、二氧化碳吸收速率、有机物积累速率 总（真正）光合速率的判断名词：氧气产生速率、二氧化碳固定速率、有机物制造速率 1．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 【答案】(1) 矿质营养 H+、e- (2) 提高 这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物 蒸腾作用 (3) 呼吸强度 细胞代谢 (4) 叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现 红光 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）西兰花球采摘后则不能吸收空气中的CO2，所以导致水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水在光照条件下裂解产生H+、e-和O2。 （2）据图可知，三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物，所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱导气孔开放，导致蒸腾作用增强从而散失较多水分，所以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。 （3）图中，第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，氧化氢酶能将氧化氢分解为水和氧气，从而降低过氧化氢对细胞的损伤，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 （4）由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现，所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。综合分析图中结果，第4天时，红光组条件下比日光组和黑暗组，叶绿素降低的幅度低，氧化氢酶活性最高，能延缓褪色、黄化、老化等现象，所以红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 2．（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ． (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。 【答案】(1) 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉； 假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉 红叶+光照 变蓝（对应假设一）或不变蓝（对应假设二） 红叶+黑暗 不变蓝 增加细胞透性，使水溶性色素渗出 充分去除脂溶性色素 (2) 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能 抑制 液泡 吸收过剩光能的 自身和下部绿叶 媒介昆虫（蜜蜂、蝴蝶等） 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 提出问题：红叶是否具有光合作用能力 光合作用可产生淀粉，可用碘液进行检测，出现蓝色，说明有淀粉产生 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检测到淀粉 qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力 当光能过强时，可能会灼伤叶绿体 储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）根据实验的问题，提出假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉； 假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉。 为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力，需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。若假设红叶不具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液不变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。整个实验步骤中，先用沸水处理叶片，增加细胞透性，使水溶性色素渗出；再将叶片转移到甲醇溶液中充分去除脂溶性色素，以免影响后续实验结果的观察。 （2）分析图甲可知，自变量为光照强度和叶片颜色，因变量为qNP值，当光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶的qNP值较小，即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。 分析图乙可知，随着光照强度的增加，绿叶的ETR值显增大，当光照强度超过800μmol·m-2·s-1时，ETR值减小，即随着光照强度增加，绿叶光合速率先增大后减小，推出光照强度超过一定范围时，绿叶的光合作用反而被抑制。而根据图示可知，在光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶并未出现光合作用被抑制的情况。 红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低，结合图丙可知，储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤。 大量研究表明，花青素具有缓解叶片中光氧化损伤的潜力，主要通过屏蔽叶绿体过多的高能量量子和清除活性氧物质。综合上述研究结果可知，在强光环境下，大面积的红叶细胞中富含花青素，能有效保护自身和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引昆虫（蜜蜂、蝴蝶等），为其完成传粉工作。 3．（2023·浙江·高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。      回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是 。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是 。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有 。 【答案】(1) 能量 渗透 (2) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光：蓝光=3：2 叶绿素和含氮物质的含量最高,光合作用最强 (3) 光合速率最大且增加值最高 升高温度 减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生 【分析】影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化碳浓度、叶绿素的含量，酶的含量和活性等。 【详解】（1）植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜萎蔫。 （2）分析图乙可知，与CK组相比，A、B、C组的干重都较高。结合题意可知，CK组使用的是白光照射，而A、B、C组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，积累的有机物含量更高，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B组（红光：蓝光=3：2）时，植物的干重最高；结合图甲可知，B组植物叶绿素和氮含量都比A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B组植物的光合作用速率大于A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高，植物干重最大，最有利于生菜产量的增加。 （3）由图可知，在25℃时，提高CO2浓度时光合速率增幅最高，因此，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。从农业生态工程角度分析，优点还有减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。 4．（2023·浙江·高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。 表1 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题： (1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是 。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有 （答出2点即可）。 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 （填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量 （填“增加”或“减少”）。库源比降低导致果实单果重变化的原因是 。 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。 果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g） 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。 (5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合格）的是哪一项？__________ A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土 【答案】(1)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇 (2) ATP和NADPH CO2是光合作用的原料；13C可被仪器检测 (3) 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，因此单果重量增加。 (4)离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多 (5)C 【分析】本题研究研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，自变量为库源比，即以果实数量与叶片数量比值；因变量为光合作用以及光合产物分配情况。 【详解】（1）叶绿体中的色素易溶于无水乙醇，因此用乙醇作为提取液； （2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13，13先与叶绿体内的结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的ATP和NADPH中的化学能，合成的糖分子运输到果实等库中。 在本实验中，选用13的原因是CO2是光合作用的原料；13C可被仪器检测 。 （3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低； 果实中含光合产物的量增多； 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。 （4）根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。 （5）综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能提高果实产量，故选C。 5．（2022·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。 处理 指标 光饱和点（klx） 光补偿点（lx） 低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1） 叶绿素含量（mg·dm-2） 单株光合产量（g干重） 单株叶光合产量（g干重） 单株果实光合产量（g干重） 不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25 遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21 遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。 回答下列问题： (1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加 ，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低 ，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。 (2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至 中。 (3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 （A．<2小时    B．2小时    C．4小时    D．>4小时），才能获得较高的花生产量。 【答案】(1) 叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5klx光合曲线的斜率 (2) 蔗糖 叶 (3) 下降 A 【分析】实验条件下，植物处于弱光条件，据表分析，植物的叶绿素含量上升、低于5klx光合曲线的斜率增大、光补偿点和饱和点都下降，植物的光合产量都下降。 【详解】（1）从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。 低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。 （2）植物的光合产物主要是以有机物（蔗糖）形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长（4小时）遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。 （3）与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。 【点睛】本题以遮阴条件下对花生植株的光合速率、光饱和点、补偿点及叶绿素含量等的影响实验为情境，考查了光合作用、呼吸作用、植物体内的物质变化和运输，旨在考查学生的阅读审题能力、实验谈及能力，以及科学思维科学探究的核心素养。 6．（2022·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。 回答下列问题： (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中 的还原。 (2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被 光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞 ，细胞吸水，气孔开放。 (3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。 【答案】(1) 层析 3-磷酸甘油酸 (2) 光合速率大，消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升高 (3) 不同颜色 光强度 光照时间 【分析】分析图1：蓝光光照比红光光照下光合速率大、气孔导度大、胞间CO2浓度低。 分析图2 ：表示该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理对气孔导度的影响：蓝光刺激可引起的气孔开放程度增大，绿光刺激不影响气孔开放程度，先蓝光后绿光处理也基本不影响气孔开放程度，先蓝光再绿光后蓝光处理气孔开放程度增大的最多。由此可知绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转。 【详解】（1）各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，所以常用纸层析法分离光合色素。光合色素吸收的光能通过光反应过程转化为ATP和NADPH中的化学能，用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原，将能量转移到有机物中。 （2）据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是蓝光照射下尽管气孔导度大，但光合速率大，消耗的二氧化碳多。分析图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转，并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比只用蓝光刺激更明显。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高，细胞吸水膨胀，内侧膨胀的多，气孔侧内陷，气孔开放。 （3）生产上选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜可获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射，利于提高光合速率，利于次生代谢产物的合成。 1．（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。    (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。 (2)光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。 在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于 。 在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 (3)蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH14CO3  ⑥培养基中加入14C6H12O6 【答案】(1)细胞质基质（或细胞质） (2) 抑制剂 第10分钟之前的光反应 细胞呼吸（或呼吸作用） 暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应） (3)①③⑤ 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细胞暗反应的场所 光合作用暗反应发生在叶绿体基质； 蓝细菌没有叶绿体结构 蓝细菌可进行光合作用，又没有叶绿体结构，则暗反应发生在细胞质基质 推测ATP激活XPK的功能还是抑制XPK的功能 酶活性受Ph、温度及多种因素的影响 无光照条件下XPK被激活，说明有光条件下ATP会抑制XPK活性 无光条件下暗反应中ATP、NADPH来源 光反应产生ATP、NADPH提供给暗反应 无光条件下无法产生ATP、NADPH 无光条件下ATP的来源 呼吸作用产生ATP 无光条件下无法产生ATP 验证蓝细菌高密度培养时的光合作用机制 实验遵循对照原则和单一变量原则 实验目的是蓝细菌在高密度培养时，是否会利用呼吸作用产生的ATP。实验过程应高密度培养蓝细菌，利用持续光照，则蓝细菌在高密度培养时相互间遮挡相当于无光条件 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）蓝细菌为原核生物，图1为蓝细菌的光合作用暗反应过程，该过程的反应场所为细胞质基质。 （2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌细胞中ATP含量下降，此时XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的抑制剂。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，此时处于黑暗条件，因而推测，此时碳固定速率上升消耗的ATP来自细胞呼吸，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 （3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用上述机制进行调节，则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌、而后需要持续光照，同时需要在培养基中加入NaH14CO3 ，因此，实验中可使用野生型和Δxpk，在①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应的结论。 2．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。    ①黄连的光饱和点约为 umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 （答2点）。 (2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括 （多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。 (3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及其作用是 。 【答案】(1) 500 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加 黄连在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制 叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大） (2)①②③⑤ (3)合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应 【分析】分析图1：光照强度小于500umol*m-2*s-1时，净光合速率随着光照强度的增强而增强，当光照强度大于500umol*m-2*s-1时，随着光照强度的增强而减弱；胞间二氧化碳浓度随着光照强度的增强先下降后缓慢上升；气孔导度随着光照强度的增强而缓慢上升。 分析图2：叶片对入射太阳辐射的主要去向为热消耗。 【详解】（1）①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度，由图1净光合速率的曲线可知当光照强大达到500umol*m-2*s-1时光合速率不再增加；光强大于1300umol*m-2*s-1后，由图1可知光合作用受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加。 ②由图1净光合速率曲线可知光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制；弱光时，可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率，所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）。 （2）为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例，由图2可看出光能的主要去向为热消耗，所以黄连提升修复能力等防御机制，具体可包括⑤增强热耗散；①叶片叶绿体避光运动：减少对光的吸收；②提高光合产物生成速率，从而提高光合速率消耗更多的光能；③自由基清除能力增强：减少对光合结构的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收不能减轻光抑制。 （3）为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应，合理密植等。 3．（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 【答案】(1) 选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质 (2) 乙 常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长 (3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 蓝细菌的光合作用 光反应产生的ATP、NADPH用于暗反应，光合作用发生在叶绿体中 光合细菌是原核生物，没有叶绿体结构，其光合作用在相应结构完成 建立叶绿素a含量与蓝细菌密度关系的数学模型 体积微小的生物可用显微镜直接计数法计数；离心可分离不同密度的物质或结构；色素可溶于无水乙醇，可用无水乙醇提取色素；离体的叶绿素见光会分解 要建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的数学模型，则要测定细胞数和叶绿素含量两套数据 （2）逻辑线梳理： 【详解】（1）类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中，C3在ATP、NADPH和酶的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。 （2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样  植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙。 （3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。 第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。 第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素 。 第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。 4．（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：① ；② 。 【答案】(1) ATP 和 NADPH 核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等 (2) 减法原理 加法原理 (3) 增大 与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用 与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 3-磷酸甘油酸在暗反应中的变化 C3在光反应产生ATP、NADPH及酶的作用下，被还原成C5及糖类等产物 3-磷酸甘油酸被还原，且该反应发生在叶绿体基质中，故为暗反中的C3的还原反应 自变量设遵循的方法 自变量设置方法包括加法原理和减法原理 KO组敲除了OsNAC，OE组OsNAC 过量表达 OsNAC过量表达对净光合速率影响及原因 净光合作用速率等于总光合速率与呼吸速率的差值。光合色素量影响光合作用速率，光合产物及时从叶片输出，可促进叶片光合作用 与其它组比，OsNAC过量表达组的光合色素含量大，蔗糖转运蛋白表达量大，旗叶中蔗糖含量低，单株产量高 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸（C5）和淀粉等。 （2）与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC 敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE 为 OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。 （3）题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT 组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT 组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 5．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 【答案】(1) 蓝光 类囊体薄膜 C5 糖类 紫外光 (2) 无水乙醇 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的产物有O2、ATP和NADPH。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段， CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。 【详解】（1）叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊 体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 （2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。 （3）据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 6．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和 （填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据 （填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。 【答案】(1)CO2的固定 (2) 细胞质基质 线粒体基质 (3) 光呼吸 呼吸作用 随着光照增强，光呼吸增强，转基因株系1和2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高 不能 总光合速率=净光合速率+光呼吸速率+细胞呼吸速率，无法获得株系1准确的光呼吸、细胞呼吸产生 CO,的速率，不能计算株系1的总光合速率 (4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 反应过程的判断 光合作用暗反应包括二氧化碳固定和C3还原过程 反应①中五碳化合物与二氧化碳反应生成三碳化合物 有氧呼吸过程产生NADH的场所 有氧呼吸第一、二阶段产生NADH，分别发生在细胞质基质和线粒体基质 有氧呼吸以葡萄糖为底物，葡萄糖氧化分解产生NADH 判断植物光合作用中二氧化碳来源 植物叶片有气孔，叶片可通过气孔与外界交换气体；细胞呼吸也可产生二氧化碳 光呼吸可产生二氧化碳，细胞呼吸也产生二氧化碳，及从外界吸收 株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异的原因 净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率 株系1和2是转基因植物，且改变的是光呼吸的相关基因； 计算出株系1的总光合速率 总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率 光呼吸也提供二氧化碳，故总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸速率+光呼吸速率。图3中提供了呼吸速率、净光合速率，但未提供光呼吸速率。 转基因株系1产量具优势的依据 植物的产量以净光合量来衡量 株系1净光合作用速率大 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 （2）有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 （3）由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10时，随着光照强度的增加，光呼吸增强，与WT相比，株系1、株系2降低了光呼吸，净光合速率比Wt更高。总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，随着CO2浓度增加，光合速率增加，光呼吸速率减弱，图3中有净光合速率，该参数已知。当CO2浓度为0时，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，此时净光合速率是个负值，取正后相当于呼吸速率，图3曲线虽然没有与纵轴相交，但稍微延长即可见其与纵轴将交于-10的点，因此呼吸速率也可以大致确定。但公式中的最后一项参数光呼吸速率随CO2的变化完全未知，导致总光合速率无法计算。 （4）由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 7．（2024·广西·高考真题）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题： (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是 （填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在 （填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长，其原因是 。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是 ，理由是 。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将 ，理由是 。 【答案】(1) 胞吞 叶绿体 (2)可通过摄食浮游生物获取营养物质 (3) B型 与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，积累光合产物更多，在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势 (4) 下降 升温后呼吸速率基本不变，B型光合呼吸比显著下降，所以B型共生体总光合速率下降，且藻黄虫密度变化不大，所以单个黄虫的光合速率下降 【分析】题图分析：据图可知，温度升高对A型共生体光合呼吸比影响不大，但会降低其体内虫黄藻密度；温度升高对B型体内虫黄藻密度影响变化不大，但会使其光合呼吸比下降。 【详解】（1）依题意，珊瑚细胞获取虫黄藻后，虫黄藻共生于珊瑚细胞内，说明珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是胞吞。虫黄藻是单细胞真核藻类，能利用CO2和H2O合成糖类的细胞器是叶绿体。 （2）依题意，共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物，当光合呼吸比约等于1时（此时白天净光合量与晚上呼吸量相等，一天中有机物净积累量等于零），A型共生体仍能生长（一天中有机物积累量大于零），说明A型共生体可通过摄食浮游生物获取营养物质，使共生体生长。 （3）据图可知，与A型相比，B型共生体的光合呼吸比更高，实验中每天昼夜等长，则B型共生体一天中积累光合产物更多，故在贫瘠海域中，B型比A型更具有生存优势。 （4）据图可知，升温后B型共生体光合呼吸比下降明显，若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，说明其白天净光合作用速率下降明显，净光合速率=光合速率-呼吸速率，可推断B型共生体总光合作用速率下降。据图可知，升温后，B型共生体的藻黄虫密度变化不大，故单个黄虫的光合速率下降。 8．（2024·全国甲卷·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。    (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 【答案】(1) 不相等 自然条件下，黑暗时温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 (4)光合速率和呼吸速率差值 【分析】影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度、酶的活性和数量、光合色素含量等。 【详解】（1）在自然条件下，该植物叶片在温度a和c时的净光合速率相等，但由于黑暗时呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 （2）在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。 （3）温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。 （4）为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 1．（2025·浙江温州·二模）在日光温室的冬、春季栽培中，供应严重不足。为探究不同浓度对温室番茄光合作用的影响，设置了的4组实验，浓度分别为400、600、800、1000μmol/mol。自11月3日番茄幼苗定植后，分别在不同生育期（苗期、开花期和成熟期）对叶片的相关指标进行测定，结果如图所示。 回答下列问题： (1)气孔导度表示气孔张开的程度，会影响呼吸作用、 （写出两点）等生理过程。气孔导度增加有利于进入叶肉细胞合成为三碳酸。在适宜条件下，三碳酸还原形成12个三碳糖，将再生形成 个五碳糖，此再生过程的意义是 。 (2)该实验中可变因素是 。据图可知，番茄叶片在不同生育期中 均随二氧化碳浓度的升高而增大。已知水分利用率用Pn/Tr表示，由图推测， （填“苗期”、“开花期”或“成熟期”）的 组对水分的利用率最高。 (3)采摘后的番茄仍会持续进行高强度呼吸作用，需及时在 （写出两点）条件下储存。 【答案】(1) 蒸腾作用、光合作用 6 保证卡尔文循环不断进行 (2) 不同二氧化碳浓度和不同生育期 净光合速率 成熟期 A3浓度下 (3)(零上)低温、低氧、适宜湿度 【分析】光合作用暗反应可发生CO2的固定，CO2通过气孔进入细胞后，在特定酶的作用下，与C5结合形成C3 【详解】（1）气孔是植物与外界进行气体交换的通道，气孔导度表示气孔张开的程度，气孔张开有利于二氧化碳进入叶肉细胞进行光合作用，也有利于氧气进入叶肉细胞进行有氧呼吸，同时水分会通过气孔以蒸腾作用的形式散失到外界。所以气孔导度会影响光合作用、蒸腾作用等生理过程，在适宜条件下，在光合作用的卡尔文循环中，三碳酸还原形成三碳糖，每形成2个三碳糖需要消耗1个五碳糖，同时再生出1个五碳糖。所以三碳酸还原形成12个三碳糖时，将再生形成6个五碳糖。此再生过程的意义是保证卡尔文循环不断进行。 （2）为探究不同浓度对温室番茄光合作用的影响，分别在不同生育期（苗期、开花期和成熟期）对叶片的相关指标进行测定，所以该实验中可变因素是不同二氧化碳浓度和不同生育期，观察图中曲线，净光合速率均随着CO2浓度的升高而增大，从图中可以看出，在成熟期，A3组（CO2 ​浓度为1000μmol/mol）的净光合速率相对较高，而蒸腾速率相对较低，所以水分利用率最高。 （3）采摘后的番茄仍会持续进行高强度呼吸作用，需及时在(零上)低温、低氧、适宜湿度条件下储存。 2．（2025·浙江·二模）科研团队在植物工厂中研究不同时段蓝光处理对生菜产量、光合特性的影响。将一天24h周期分为两个时段，时段一（H1）恒定光照，时段二（H2）无光照。试验共设置4个处理，无蓝光处理CK(H2时段无光）为对照，研究了在H1结束后（T1）、开始前（T2）和结束3h后（T3）进行蓝光处理。测定相关生理指标如下表所示：请回答下列问题： 处理 干质量（g） 总叶绿素含 量（mg·g-1） 总叶面 积（cm²） 胞间二氧化碳 浓度（umol·mol-1） 气孔导度 （mol·m-2·s-1） 地上部分 地下部分 总干质量 T1 3.7 0.5 4.1 20 885 519.1 0.43 T2 4.3 0.5 4.9 22 1056 518.9 0.53 T3 3.1 0.4 3.5 19 880 511.6 0.36 CK 2.4 0.3 2.7 21 679 522.6 0.31 (1)蓝光可被光合色素中的 吸收，蓝光处理有利于光反应产生 ，并用于碳反应中的 过程。 (2)从表中数据可知，T2蓝光处理气孔导度增大， 增强，有利于水分运输，促进生菜根对 的吸收，进而用于合成叶绿素。但气孔导度增大对胞间二氧化碳浓度无显著影响原因可能是 。 (3)分析蓝光处理可以增加干质量的原因 ，为进一步提升生菜的产量，明确蓝光强度，设置 处理，为生菜的蓝光调控策略提供了理论和数据依据。 【答案】(1) 叶绿素和类胡萝卜素 ATP和NADPH 三碳酸的还原 (2) 蒸腾作用 Mg2+等无机盐 叶绿素含量增加，光反应速率增大，使碳反应速率加快，吸收的CO2增多 (3) 蓝光处理延长了生菜的光照时间，且蓝光处理组光合速率大，增加了有机物的积累量 在T2进行不同强度蓝光 【分析】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。 【详解】（1）叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此蓝光可被光合色素中的叶绿素和类胡萝卜素吸收。光合色素吸收光能后会促进光反应形成ATP和NADPH，因此蓝光处理有利于光反应产生ATP和NADPH，并用于碳反应中的三碳酸的还原。 （2）气孔是水分蒸发的通道，因此从表中数据可知，T2蓝光处理气孔导度增大，植物的蒸腾作用增强，有利于水分运输，产生的蒸腾拉力可促进生菜根对镁离子等无机盐的吸收，进而用于合成叶绿素。由于该条件下，叶绿素含量增加，吸收光能增多，光反应速率增大，使碳反应速率也加快，细胞吸收的CO2增多，因此气孔导度增大对胞间二氧化碳浓度无显著影响。 （3）由于蓝光处理延长了生菜的光照时间，且蓝光处理组光合速率大，增加了有机物的积累量，因此蓝光处理可以增加干质量，为进一步提升生菜的产量，明确蓝光强度，故需要设置在T2进行不同强度蓝光处理，在其它条件相同且适宜的条件下培养，一段时间后记录各组的干物质的量，为生菜的蓝光调控策略提供了理论和数据依据。 3．（2025·浙江·二模）草莓具有清凉止渴，健胃消食的功效。研究者对温室草莓的光合作用及产量的提升进行了系列的研究。 (1)下图是草莓光合作用部分过程示意图，请回答： 图中过程发生在 (填场所)。图中D物质表示 ，H⁺通过结构G从Ⅲ处转运到I处的方式是 ，结构G既可以运载H⁺，也可作为合成F的 。D和F作用于碳反应的 过程。 (2)为提高温室草莓的产量，某科研组研究温室补光情况对草莓净光合速率(Pn)的影响，结果如图所示。 (不考虑对细胞呼吸和气孔导度的影响) ①本实验的自变量是 。 ②研究发现红蓝照复合光射下胞间CO₂浓度相对较低，其原因是 。 ③进一步研究发现不同光质补光下净光合速率不同的原因是叶绿素含量不同，如果要设计实验对此进行验证，请写出实验思路： 。 【答案】(1) 类囊体膜/光合膜/基粒膜 NADPH 易化扩散 ATP 合成酶/酶/催化剂 三碳酸还原(CO2还原) (2) 补光时长和光质种类(比例) 光合速率大，消耗的CO2多 取草莓等量相同部位的叶片，进行色素的提取和分离实验，比较滤纸条上黄绿色和蓝绿色两条色素带的宽度或者取草莓等量相同部位的叶片，进行色素的提取，比较叶绿素光的吸收率 【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】（1）该过程为草莓光反应阶段，发生在类囊体膜；D表示NADPH，为NADP+、H+、e-生成；G是质子通道，H⁺通过结构G从Ⅲ处转运到I处的方式是易化扩散，可以形成ATP；F是ATP，G催化ATP的合成，因此G是ATP合成酶；D是NADPH，F是ATP，两者均可以用于碳反应中三碳酸还原。 （2）①自变量是人为改变的量，本实验的自变量是补光时长和光质种类（蓝光、红光、红蓝复合光）。 ②红蓝照复合光射下光合速率大，消耗的CO2多，因此胞间CO2浓度相对较低。 ③若要验证不同光质补光下净光合速率不同的原因是叶绿素含量不同，可取草莓等量相同部位的叶片，进行色素的提取和分离实验，比较滤纸条上黄绿色和蓝绿色两条色素带的宽度或者取草莓等量相同部位的叶片，进行色素的提取，比较叶绿素光的吸收率。 4．（2024·浙江·二模）马尾松是我国主要的产脂树种。科研人员研究了干旱、遮荫以及两者交互作用对马尾松幼苗光合特性的影响，实验结果如下表： 处理 总叶绿素（mg/g） 叶绿素a/b 气孔导（mmol.m-2.s-1） 胞间CO2浓度 净光合速率（μmol.m-2.s-1） 水分利用效率（μmol/mmol） 对照 1.02 2.87 0.36. 307.79 14.82 3.75 干旱 1.10 2.97 0.09 212.09 9.26 6.29 遮荫 1.62 2.57 0.18 30743 8.56 3.63 干旱、遮荫 1.51 2.59 0.05 213.77 5.25 6.03 注：叶绿素a/b表示叶绿素a与叶绿素b之比。水分利用效率指净光合速率与蒸腾速率的比值。 回答下列问题： (1)由实验结果可知干旱使马尾松光合速率下降，主要原因是 。干旱可增高水分利用效率，原因是气孔导度下降使 显著下降。推测干旱条件下马尾松针叶中 （激素）含量增加。 (2)遮荫条件下，气孔导度下降，但胞间CO2浓度基本不变，原因是光照强度减弱，光反应产生的 减少，使CO2 的速率与从外界进入胞间的速率保持相对平衡。此时气孔导度 （填“是”、“不是”）光合作用的限制因素。实验结果表明马尾松可通过改变叶绿素的 ，增强对光能的吸收、利用能力，从而适应弱光环境。 (3)干旱和遮荫交互作用对植物生长的影响有以下几种假说：“相互作用理论”认为高光照和过度遮荫会加重干旱的影响；“促进理论”认为遮荫可以改善干旱影响下的微环境，从而缓解植物受干旱的影响；“独立影响理论”认为二者的交互作用不存在影响，相互独立。实验结果表明干旱和遮荫交互作用对马尾松的影响符合 理论。其原因一方面是干旱可 （填“增强”或“减弱”）遮荫条件下叶绿素的合成能力，另一方面遮荫 （填“增大”或“减小”）干旱条件下的气孔导度。 (4)马尾松幼苗受光照和水分影响下的可塑性变化如下图所示（可塑性指数PI计算公式：PI=（Pmax-Pmin）/Pmax，其中Pmax为各参数在所有处理中的最大平均值，Pmin为各参数在所有处理中的最小平均值）。PI平均值越大，可塑性能力越强。由图可知，受光照和水分影响下的可塑性能力基本相等的指标有 。 【答案】(1) 气孔导度下降导致CO2吸收减少 蒸腾速率 脱落酸 (2) ATP、NADPH 从胞间进入细胞 不是 含量和比例 (3) 相互作用 减弱 减小 (4)生长增量、针叶特征 【分析】1、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的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。 2、分析表格：自变量为是否干旱和遮荫，因变量为叶绿素含量、气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速速率；由表格数据可知：干旱和遮荫处理均可导致马尾松光合速率下降。 【详解】（1）由表中数据可知，干旱主要导致气孔导度下降，马尾松吸收CO2减少，暗反应减弱，光合速率下降。表中与对照组相比，干旱条件下马尾松水分利用率显著高于对照组，可能的原因是水分胁迫条件下，马尾松通过大幅度降低蒸腾作用速率来提供叶片的水分利用率。干旱条件下，植物的脱落酸含量会增加，使气孔关闭减少水分的散失。 （2）光照强度减弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，进而暗反应减弱，光合速率降低，使CO2从胞间进入细胞的速率与从外界进入胞间的速率保持相对平衡。此时气孔导度不是光合作用的限制因素。遮荫条件下马尾松可通过改变叶绿素的含量和比例增强对光能的吸收、利用能力，从而适应弱光环境。 （3）实验结果表明：在干旱、遮荫条件下，二者的交互处理加重了干旱和遮荫单一处理下的减小趋势 ，二者交互作用的影响符合“相互作用理论”。相互作用表现为干旱可增强遮荫条件下叶绿素的合成能力，而遮荫会减小干旱条件下的气孔导度。 （4）直线上的点代表受关照和水分影响下可塑性能力相等，由图可知，生长增量和针叶特征在直线上或在直线附近，故受光照和水分影响下的可塑性能力基本相等的指标有生长增量、针叶特征。 5．（2024·浙江·模拟预测）为探究耐旱植物异子蓬PEPC2基因用于改良农作物的可行性，研究者将PEPC2基因转入烟草中获得转基因株系（OE）。对正常水分和干旱胁迫条件下的植株进行了叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、光合关键酶活性的测定，结果如下表所示。回答下列问题： 指标 处理组别 叶绿素含量（mg/g） 净光合速率（μmol·m2·s-1） 气孔导度（mol·m2·s-1） 光合关键酶活性（U/mg） 正常水分条件 NT 1.45 18.2 0.30 95 OE 1.62 25.8 0.36 118 干旱胁迫条件 NT 0.98 12.5 0.21 72 OE 1.25 20.4 0.28 105 注：NT：非转基因对照株系；光合关键酶指直接参与光合作用过程的酶，如Rubisco催化CO2与五碳糖结合 (1)提取烟草叶片中的光合色素，需加入的物质有 。在 光下测定提取液的吸光度，以估算其中叶绿素的含量。光合关键酶Rubisco发挥作用的场所是 。为判断干旱引起净光合速率下降是否与气孔导度下降有关，还需要测定的指标是 。 (2)该实验的可变因素有 。据表中数据可知，PEPC2基因 （能/不能）缓解干旱胁迫，可能原因有 （至少写出两点）。 (3)为进一步验证PEPC2基因对烟草抗旱性的影响，研究者在模拟干旱条件下测定了转基因和非转基因烟草的可溶性糖和超氧化物歧化酶（SOD）活性，结果如下表所示： 指标 处理组别 可溶性糖（mg/g） SOD活性（U/mg） 模拟干旱条件 NT 3.2 42 OE 5.1 58 注：SOD是植物的抗氧化酶，可清除活性氧等自由基。 根据实验数据，推测PEPC2基因提高烟草抗旱性的原因可能有：①使得烟草细胞内SOD活性上升，以清除多余的自由基，延缓细胞 ；② 。 【答案】(1) CaCO3、SiO2、95%酒精 红 叶绿体基质 胞间CO2浓度 (2) 干旱胁迫（水分含量）、植物品种（株系） 能 干旱胁迫下，OE组的叶绿素含量/光合关键酶活性/气孔导度均大于NT组 (3) 衰老/凋亡 积累更多的可溶性糖，以增大胞内渗透压，吸水能力增强，从而提高抗旱能力 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）提取烟草叶片中光合色素时加入二氧化硅与碳酸钙。二氧化硅是为了研磨充分，碳酸钙是防止叶绿素被破坏。分离光合色素时需加入无水乙醇。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以估算叶绿素的含量，需要在红光下测定提取液的吸光度。Rubisco为固定CO2的关键酶，所以Rubisco发挥作用的场所是叶绿体中的基质。在分析光合速率的下降是否是由气孔因素引起时，要同时分析气孔导度和胞间CO2浓度的变化，并提出以下判断标准：当胞间CO2浓度和气孔导度都下降时，才可以作出光合速率的降低是由于气孔导度降低所引起的结论；否则，光合速率的降低就不是气孔因素引起的。 （2）根据题意可知本实验的自变量是干旱胁迫（水分含量）、植物品种（株系），据表中数据可知，干旱胁迫条件下，转基因株系的净光合速率高于NT组的，PEPC2基因能缓解干旱胁迫，造成这种结果的原因可能是干旱胁迫下，OE组的叶绿素含量或光合关键酶活性或气孔导度均大于NT组。 （3）根据实验数据，推测PEPC2基因使得烟草细胞内SOD活性上升，以清除多余的自由基，延缓细胞衰老或凋亡以此提高烟草抗旱性，也可能PEPC2基因提高了净光合速率，积累更多的可溶性糖，以增大胞内渗透压，吸水能力增强，从而提高抗旱能力。 6．（2024·浙江嘉兴·一模）光系统是进行光反应的结构单元，位于光系统反应中心的叶绿素吸收的光能除了用于光反应外，还以热能和叶绿素荧光的形式散失。用叶绿素荧光仪可测得Fo、Fm、Fs值，Fo和Fm分别为所有反应中心都处于开放状态和都处于关闭状态时的荧光产量，Fs为光反应和碳反应达到稳态时的荧光产量。回答下列问题： (1)光系统位于叶绿体的 上。开放状态的光系统反应中心能够吸收光能并将水裂解为 ，反应中心在将电子传递出去前处于关闭状态。 (2)检测Fm的步骤如下：将叶片暗处理一段时间后，用叶绿素荧光仪先给予一个瞬时强光，再立即给予适宜强度的瞬时光照测得。瞬时强光的作用是 。若增加大气中CO2的浓度，测得的Fs值将 。 (3)某研究干旱对红豆草幼苗生长影响的实验，部分结果（相对值）见下表： 处理 Fo qP qN 气孔导度 胞间CO2浓度 蒸腾速率 对照组 1 1 1 1 1 1 + 1.038 0.962 1.080 0.905 0.787 0.972 ++ 1.136 0.872 1.266 0.754 0.693 0.870 +++ 1.387 0.766 1.419 0.571 0.804 0.724 ++++ 1.560 0.670 1.596 0.339 0.845 0.614 注：“+”越多表示干旱程度越严重；qP为用于光反应的能量；qN为热能散失。 据表分析，随着干旱程度增加，幼苗的光合速率下降，判断依据是 。重度干旱（+++以上）影响光合作用的主要限制因素是 （填“气孔因素”“非气孔因素”）。重度干旱会灼伤叶片，原因是 ，导致叶温升高。光系统受损可以表现在荧光参数上，光系统受损导致Fo值增大的机理是 ，导致叶绿素吸收的光能转化为叶绿素荧光增加。 【答案】(1) 类囊体膜 H+、e⁻和O2 (2) 关闭所有光系统反应中心 变小 (3) qP值随干旱程度增加而减小 非气孔因素 光能转化为热能增加，同时蒸腾速率下降 受损的光系统反应中心不能开放 【分析】由题意可知，光系统是进行光反应的结构单元，叶绿素位于光反应中心，说明光系统位于叶绿体的类囊体薄膜上。据表分析，随着干旱程度增加，qP即用于光反应的能量减少，幼苗的光合速率下降。重度干旱条件下，胞间CO2浓度不降反升，说明此时影响光合作用的主要限制因素是非气孔因素。 【详解】（1）由题意可知，光系统是进行光反应的结构单元，叶绿素位于光反应中心，说明光系统位于叶绿体的类囊体薄膜上。光反应中，水裂解后形成H+、e⁻和O2。 （2）Fm为所有反应中心都处于关闭状态时的荧光产量，反应中心在将电子传递出去前处于关闭状态，瞬时强光的作用是关闭所有光系统反应中心。Fs为光反应和碳反应达到稳态时的荧光产量，若增加大气中CO2的浓度，光反应加快，叶绿素吸收的光能用于光反应的增多，以叶绿素荧光的形式散失的减小，测得的Fs值将变小。 （3）据表分析，随着干旱程度增加，qP即用于光反应的能量减少，幼苗的光合速率下降。重度干旱条件下，胞间CO2浓度不降反升，说明此时影响光合作用的主要限制因素是非气孔因素。重度干旱条件下，光能转化为热能增加，同时蒸腾速率下降，可能会导致叶片被灼伤。Fo为所有反应中心都处于开放状态，受损的光系统反应中心不能开放，导致叶绿素吸收的光能转化为叶绿素荧光增加，从而使得Fo增加。 7．（2024·浙江衢州·模拟预测）红叶石楠是常见的景观植物，其上部新发嫩叶为红色，下部成熟叶片为绿色，现欲通过实验对红叶石楠的红叶和绿叶的光合蒸腾特性进行分析。回答下列问题： (1)实验步骤： ①材料选择及测定：挑选6棵在同一生长环境中的 的红叶石楠样株；在每株样的株冠部分别选择6片向阳、健康且叶片形状及大小基本一致的红叶和绿叶。 ②实验数据收集：利用便捷式光合测定仪在 测定各叶片的气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等数据，每片叶片测定重复3次，记录。 ③ 。 部分实验结果如下：    (2)光合作用在红叶石楠叶肉细胞的 中进行，其中将CO2固定还原形成糖的反应被称为 ，该反应中的还原剂是 。据图1分析，红叶石楠的红叶比绿叶净光合速率更高，可能的内因是 。 (3)WUE是研究植物有效利用水资源的指标，计算公式为WUE=Pn/Tr。随着外界环境不断变化，红叶的WUE始终低于绿叶，说明与绿叶相比，红叶通过 以适应试验期间的外部环境。 (4)研究者继续对实验中的各项指标进行相关性分析。 表1各检测指标的相关性分析汇总表 指标 净光合速率Pn 气孔导度Gs 胞间CO2浓度Ci 蒸腾速率Tr 光合有效辐PAR 大气CO2浓度Ci 空气温Ts 相对湿度RH Gs 0．959** Ci 00．303 0．419 Tr 0．975** 0．964** 0．367 PARi 0．591* 0．591* -0．142 0．53 Ci 0．651* 0．645* 0．253 -0．668* -0．749** Ts 0．517 0．538 -0．071 0．43 0．961** -0．651* RH -0．295 0．353 0．073 -0．233 -0．867** 0．415 -0．89** WUE -0．857** 0．867** -0．242 -0．907 -0．55 0．808* -0．438 0．171 注；数值>0，代表正相关，数值<0，代表负相关，**代表极且著相关，*代表显著相关。 据表分析，与红叶石楠净光合速率呈极显著正相关的指标有 。表中数据显示，气孔导度与胞间CO2浓度这两个值之间不存在显著相关性，最可能原因是： 。绿叶在12：00蒸腾速率出现低谷，其最可能原因 （填“是”或“不是”）受气孔导度限制。请根据相关性关系，画出红叶石楠红叶和绿叶的气孔导度（Gs）的日变化曲线 。 【答案】(1) 株龄相同；长势基本一致 在若干个白天的固定时间点 将收集到的数据进行求平均，相关性分析等统计分析 (2) 叶绿体 碳反应 NADPH 红叶的光合酶活性更强（酶含量更高） (3)提高蒸腾作用，损耗更多的水分 (4) 气孔导度，蒸腾速率 胞间CO2来源除了经气孔从外界吸收外，还有植物自身细胞呼吸与光呼吸产生的CO2因此气孔导度与胞间CO2浓度间不存在显著相关性 是    【分析】影响光合作用强度的外界因素:空气中二氧化碳的浓度，土壤中水分的多少，光照的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗量或产物生成的数量来定量地表示。 【详解】（1）①根据控制变量原则，无关变量要相同且适宜，因此要挑选株龄相同、长势基本一致。 ②由下面的实验图中得到自变量时间，因此利用便捷式光合测定仪在若干个白天的固定时间点测定各叶片的气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等数据，每片叶片测定重复3次，记录。 ③在收集完实验数据后，需要对数据进行处理和分析，因此要将收集到的数据进行求平均，相关性分析等统计分析。 （2）光合作用的场所是叶绿体，光合作用分为光反应和碳反应，将CO2固定还原形成糖的反应被称为碳反应。光反应的产物ATP和NADPH参与碳反应过程，其中NADPH作为还原剂。影响光合作用的内因主要包括色素含量、酶的活性、遗传特性以及植物的生长阶段，据图1分析，红叶石楠的红叶比绿叶净光合速率更高，可能的内因是红叶的光合酶活性更强（酶含量更高）。 （3）据题意可知，WUE（水分利用效率）是研究植物有效利用水资源的指标，其计算公式为WUE=Pn/Tr，其中Pn代表净光合速率，Tr代表蒸腾速率，随着外界环境不断变化，红叶的WUE始终低于绿叶，据图1可知，红叶的净光合速率Pn更高，说明红叶的蒸腾速率Tr较高，即与绿叶相比，红叶通过提高蒸腾作用，损耗更多的水分以适应试验期间的外部环境。 （4）读表可知，表中与红叶石楠净光合速率呈极显著正相关的指标即是第一列数据，且是>0，带**的，因此与红叶石楠净光合速率呈极显著正相关的指标有气孔导度，蒸腾速率。胞间CO2来源除了经气孔从外界吸收外，还有植物自身细胞呼吸与光呼吸产生的CO2，因此气孔导度与胞间CO2浓度间不存在显著相关性。绿叶在12：00蒸腾速率出现低谷，其最可能原因由表中看，与气孔导度正相关性极显著。据表格可知，气孔导度与蒸腾速率（Tr）是极显著正相关，所以气孔导度（Gs）的日变化图象应与蒸腾速率（Tr）类似，即：      8．（24-25高三上·浙江杭州·阶段练习）为了探究高温胁迫对马铃薯生理特性及产量的影响，某科研小组进行了相关实验，结果如表所示。回答下列问题： 温度（℃） SPAD值 净光合速率 /μmol·（m2·s）-1 气孔导度 /mmol·（m2·s）-1 胞间CO2浓度 /μmol·（m2·s）-1 公顷产量 /（t/hm2） 35 39.47 14.23 302 342 29.41 30 42.50 17.35 362 359 30.84 25 44.50 20.02 375 383 34.52 注：SPAD值表示反应单位叶面积内叶绿素的含量。 (1)该实验的自变量是 。每一处理均设置了重复实验，其目的是 。 (2)利用SPAD仪测定叶绿素含量时，可先用 （填试剂名称）提取马铃薯叶片中的色素后再测。SPAD仪是通过测量叶片对可见光中的 （填“红光”或“蓝紫光”）的吸收来确定叶绿素的相对数量，选择该可见光的原因是 。 (3)由表分析可知，在高温胁迫的作用下，气孔导度 （填“是”或“不是”）限制马铃薯净光合速率的因素，依据是 。高温胁迫导致马铃薯产量下降，研究团队发现增施有机肥能显著增加马铃薯产量，其原因是 。 (4)PSⅡ是光合作用单位，由光合色素和相关蛋白质构成，位于叶绿体的 上。研究发现，高温对PSⅡ影响的机理如图所示，已知ROS是活性氧，D1是组成PSⅡ的重要蛋白。    据图分析高温胁迫导致光合作用降低的原因，下列正确的是哪几项? A．高温影响PSII活性与基因选择性表达有关 B．高温可能通过影响膜的流动性从而影响PSⅡ的稳定性 C．高温下ROS增多使得D1蛋白失活，进而导致PSⅡ失活 D．高温下ROS增多抑制D1蛋白合成，进而导致PSⅡ失活） 【答案】(1) 温度 提高实验的准确性和可信度 (2) 无水乙醇 红光 叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，而红光主要被叶绿素吸收 (3) 是 气孔导度减小，胞间CO2浓度降低 有机肥的分解可以为光合作用提供CO2 (4) 类囊体薄膜/基粒 ABCD 【分析】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，包括水的光解生成还原氢和氧气，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两个过程。 【详解】（1）该实验的目的是探究高温胁迫对马铃薯生理特性及产量的影响，结合表格信息可知，该实验的自变量是温度。每一处理均设置了重复实验，其目的是提高实验的准确性和可信度。 （2）提取光合色素使用的是无水乙醇。光合色素分为类胡萝素和叶绿素，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以若要确定叶绿素的吸收量，应通过测量叶片对红光的吸收来进行。 （3）依据表格信息可知，35℃条件下（高温胁迫）的气孔导度明显小于与30℃条件下的气孔导度，前者胞间CO2浓度也低于后者，所以在高温胁迫的作用下，气孔导度是限制马铃薯光合速率的因素。高温胁迫导致马铃薯产量下降，研究团队发现增施有机肥能显著增加马铃薯产量，其原因是有机肥被分解的过程中可以产生CO2，而CO2是光合作用的原料。 （4）PSⅡ是光合作用单位，由光合色素和相关蛋白质构成，位于叶绿体的类囊体薄膜（或基粒）上。 A、高温影响PSII活性，据图可知，高温下ROS过量，抑制D1蛋白合成，与基因选择性表达无关，A正确； B、据图可知，高温会导致PSⅡ从膜上脱落，所以高温影响PSⅡ的稳定性，可能是通过影响膜的流动性实现的，B正确； CD、据图可知，在高温条件下，ROS增多（过量），主要通过两个途径导致PSⅡ失活，一是通过D1蛋白失活，二是通过抑制D1蛋白合成，CD正确。 故选ABCD。 9．（2024·浙江台州·一模）光是影响植物生长最重要的因素之一，主要通过影响光合作用和光形态建成来调节植物的生长发育。回答下列问题： (1)光是植物的能量来源，植物叶肉细胞通过位于 上的光合色素，将光能转化成化学能储存在 中，并作为还原剂参与CO2还原成糖的过程。 (2)研究发现，阳生植物叶绿素a/b的比值约为3/1，阴生植物约为2.3/1，表明阴生植物可通过 来捕获更多的光能。在弱光条件下，植物叶片能通过运动，使叶片平面与入射光方向保持 （填“垂直”或“平行”）来增加光能截获。 (3)幼苗生长在黑暗条件下时，会出现黄化现象，导致吸收 光的能力减弱。光照影响幼苗叶色的机制如图甲所示（SPA1、COP1和HY5都是调节因子），在光照环境下，光敏色素进入细胞核前会 ，进入细胞核后通过 来缓解幼苗发生黄化。 (4)植物体中的叶黄素V和叶黄素Z可通过叶黄素A发生相互转化，在强光条件下，植物通过该过程将过剩的光能以热能形式散失，从而保护叶绿体。图乙为在夏季晴朗的一天中，科研人员对某植物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。 ①该植物12：00后Pn下降，出现“光合午休”现象，推测其原因可能有：高温使 ，导致吸收CO2减少，从而引起Pn降低；高温导致叶绿体内 ，从而引起Pn降低。 ②在强光下，叶片内的叶黄素总量基本保持不变。午后12：00-14：00期间，（A+Z）/（V+A+Z）的比值上升，其原因是叶黄素种类发生了 的转化。 ③根据乙图可知，16：00以后，Fv/Fm的比值升高是由于 ，Pn降低的主要原因是 。 【答案】(1) 类囊体（膜） NADPH (2) 提高叶绿素b的含量 垂直 (3) 红光和蓝紫光 改变结构/改变形状 抑制HY5的降解（或促进基因转录或表达） (4) 部分气孔关闭 光合作用相关酶的活性降低 V转化为Z（或V转化为Z和A） （A+Z）/（V+A+Z）的比值下降（或以热能形式散失的光能减少） 光照强度下降 【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】（1）光合色素位于叶绿体的类囊体薄膜上，光合色素能够吸收光能，并把光能转换为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，NADPH又可以作为还原剂参与暗反应，经过卡尔文循环将活跃的化学能转变为储存在有机物中的稳定的化学能。 （2）阳生植物叶绿素的比值约为，阴生植物约为，阳生植物体内叶绿素b的含量相对较高，表明阴生植物可通过提高叶绿素b的含量来捕获更多的光能。当光照过强时，PSII会产生大量的e电子与 O2 结合形成的负氧离子、H2O2等活性氧物质，光照较强时，叶绿体会聚集到细胞顶面，叶绿体平行于入射光方向排列，其意义是减小叶绿体的受光面积以最大限度的吸收光能，保证高效的光合作用。当光照过弱时，植物叶片能通过运动，使叶片平面与入射光方向保持垂直来增加叶绿体的受光面积以最大限度的吸收光能，保证高效的光合作用。 （3）幼苗生长在黑暗条件下时，会出现黄化现象，导致叶绿素含量降低，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以黄化现象会导致幼苗吸收红光与蓝紫光的能力减弱。由图可知，光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解，HYS影响特定基因的表达，使幼苗发生去黄化反应 （4）植物12：00后Pn下降，出现“光合午休”现象，究其原因可能有：一是高温下，为降低蒸腾作用，导致气孔关闭，则植物对CO2吸收量减少，使暗反应减弱，从而引起Pn降低；二是气孔没有关闭，但高温会引起光合作用相关酶活性降低，或者光合色素被破坏，从而引起Pn降低。由题干信息可知，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，因此在12～14点间，的比值上升，其原因是叶黄素中的一部叶黄素V转变成叶黄素A，进而转化为叶黄素Z，导致A＋Z含量升高，比值上升。表示光合色素对光能的转化效率，在12～14点间，比值降低，说明上述转变过程能使部分光能转变为热能散失，引起光反应生成ATP和NADPH的效率下降，进而影响碳同化。16：00以后，Fv/Fm的比值升高是由于（A+Z）/（V+A+Z）的比值下降（或以热能形式散失的光能减少），Pn降低的主要原因是光照强度下降。 10．（24-25高三上·浙江绍兴·阶段练习）Zn2+是我国土壤中典型的重金属污染物。高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草对Zn2+的吸收和耐受能力有一定差异。回答下列问题： (1)Zn2+是生物体内的 元素，以 方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过 的传递危害人类自身健康。 (2)研究人员以高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草为材料，测定不同浓度Zn2+胁迫下草坪草光合速率的影响，结果见下图。 ①三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是 ，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速率的最大Zn2+浓度为 。 ②随着Zn2+浓度过度增加，会影响 等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时， 的活性下降，从而使叶绿素含量下降。 (3)研究人员进一步测定了在Zn2＋胁迫下高羊茅的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）以及Zn2+含量，结果如下表。 表：Zn2+胁迫下高羊茅的光合指标及重金属含量 Zn2+浓度（Mg·L-1） 净光合速率Pn（μmolCO2·m-2·s-1） 胞间CO2浓度Ci（μmolCO2·mol-1） 气孔导度Gs（molH2O·m-2·S-1） Zn2+的含量（g·kg-1） 0 2.1 620 185 1.02 500 3.0 610 192 1.38 800 3.9 605 200 1.45 1100 4.1 615 220 1.79 1400 1.7 458 105 1.55 （注：净光合速率常用光照条件下单位时间内单位面积叶片（CO2吸收量或O2释放量表示） 据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降是否受气孔因素的影响？ 。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现高羊茅对重金属Zn2+胁迫的 。实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因是 。 【答案】(1) 微量 主动运输 食物链 (2) 草地早熟禾 1100mg/L 镁、氮 叶绿素合成酶 (3) 受气孔因素影响 适应 还要考虑晚上细胞呼吸消耗有机物、根茎呼吸消耗有机物 【分析】绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，光合作用的强度除受二氧化碳浓度的影响外，还受温度、光照强度、水等因素的影响。 【详解】（1）Zn2+是生物体内的微量元素，以主动运输方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过食物链的传递危害人类自身健康。 （2）三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是草地早熟禾，因为相同的Zn2+处理浓度，草地早熟禾CO2浓度变化最大，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速率的最大Zn2+浓度为1100mg/L。随着Zn2+浓度过度增加，会影响镁、氮等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时，叶绿素合成酶的活性下降，从而使叶绿素含量下降。 （3）据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降受气孔因素的影响，因为随着气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，净光合速率也下降，所以净光合速率受气孔影响。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现高羊茅对重金属Zn2+胁迫的适应，实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因是还要考虑晚上细胞呼吸消耗有机物、根茎呼吸消耗有机物。 11．（2024·浙江金华·一模）我国关于多年生水稻的研究成果入选2022年度十大科学突破。相关研究表明，多年生作物具有更保守的生长策略，只有部分营养物质分配给繁殖器官，其他营养物质贮存在根系等器官为下一年生长发育提供营养。图1表示Rubisco酶（催化CO2固定）活化机理，图2、图3分别表示2020年、2021年不同品种多年生水稻的生物量分配比例。    回答下列问题： (1)据图1分析，影响Rubisco酶活化的环境因素有 ，该酶催化形成的三碳酸，被还原剂 还原形成三碳糖。缺镁会导致多年生水稻光合速率下降，原因有 （写出两点）。 (2)在绘制生物量分配比例图时，须测定各部分 的干重或鲜重总量。由图2、图3可知，大部分水稻光合产物贮存于 部分，研究发现其可溶性糖含量高，增加了细胞的 能力，从而提高其抗倒伏能力。若各品系总生物量相同，2020年 品种产量最高。 (3)研究发现，pR107品种在2021年收割后，来年无法由地下部分长出新苗，而其他品种基本正常，原因是一方面2021年PR107品种的 低，导致大部分生物量集中在繁殖部分及营养部分，另一方面2021年PR107品种的 低，导致其因缺少营养物质而无法正常越冬。 【答案】(1) 光照、CO2 NADPH 缺镁影响叶绿素的合成，影响光反应；缺镁影响Rubisco酶的活性，影响碳反应 (2) 有机物质 营养 吸水 pR101 (3) 地下部分生物量分配比 总生物量（净初级生产量） 【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）由图1可知，光照条件下H+可从叶绿体基质进入类囊体腔内，使类囊体腔内的pH降低，进而使Mg2+由类囊体腔进入叶绿体基质，Rubisco酶活化需要图中的CO2和Mg2+参与，因此影响Rubisco酶活化的环境因素有光照、CO2。光反应产生的NADPH具有还原性，可还原三碳酸形成三碳糖。镁参与叶绿素的合成，叶绿素可吸收光能进行光反应，因此缺镁影响叶绿素的合成，影响光反应；另外由图可知缺镁会影响Rubisco酶的活性，进行影响碳反应中二氧化碳的固定，使碳反应速率降低。 （2）生物量一般是指有机物的重量，因此在绘制生物量分配比例图时，须测定各部分有机物质的干重或鲜重总量。由图2和图3可知，大部分水稻光合产物贮存于营养部分，研究发现其可溶性糖含量高，增加了细胞的渗透压，进而使细胞的吸水能力增强，从而提高其抗倒伏能力。由于水稻收获的是繁殖器官，因此若各品系总生物量相同，则繁殖器官营养物质越多，产量就越高，故2020年pR101品种产量最高。 （3）由于贮存在根系中的营养可为下一年生长发育提供营养，由于图3中2021年PR107品种的地下部分生物量分配比低，导致大部分生物量集中在繁殖部分及营养部分，因此会在第二年很难长出新苗。另一方面可能是2021年PR107品种的总生物量（净初级生产量）低，导致其因缺少营养物质而无法正常越冬。 12．（2025·浙江·模拟预测）火龙果原产于中美洲热带，主要生长在季节性干旱的热带生物群落中，因其果实品质优、经济效率高而在我国广泛种植。回答下列问题： (1)某同学查阅相关资料发现：生活在干旱及半干旱地区的某些植物具有一种光合固定CO2的附加途径。即晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。该同学推测：火龙果在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。 ①为验证上述假设进行实验：取若干正常生长且状态一致的火龙果植株随机分成A、B两组，以pH作为检测指标，请完善下列分组处理。 组别 培养条件 检测结果 A ⅰ 一段时间后，在夜晚和ⅲ 分别测定AB两组植物的ⅳ ，并记录。 B ⅱ ②请将支持假设的预测结果以柱形图形式呈现 。 ③讨论：生活在干旱地区的植物白天气孔关闭，防止 ，白天光合作用所需的CO2来自苹果酸脱羧和 ，植物的这种变化是 的结果。 (2)为实施精准灌溉，对火龙果的抗旱生理进行研究：设正常供水（CK）、轻度干旱胁迫（LD）、中度干旱胁迫（MD）和重度干旱胁迫（SD）4个处理，测得相关生理指标见下表。SOD、POD、CAT是植物体内的抗氧化酶，可清除干旱产生的活性氧，防止植物细胞受到氧化损伤；MDA是细胞膜脂过氧化的产物，其含量可反映植物遭受逆境伤害的程度。 干旱胁迫下火龙果的抗氧化酶活性变化 处理 超氧化物歧化酶（U/g FW） SOD 过氧化物酶（U/g FW） POD 过氧化氢酶（nmol/（min·g）FW） CAT 丙二醛（nmol/g FW） MDA 脯氨酸（μg/g FW） Proline CK 43.71 209.30 108.90 11.13 15.64 LD 46.12 180.60 122.00 15.06 17.04 MD 54.04 332.60 148.80 17.43 33.33 SD 25.43 63.69 230.00 15.76 17.87 ①尽管干旱使火龙果体内的丙二醛含量增加，但其增幅远低于普通植物，据表分析，火龙果抗旱性较强的原因可能是 ；与CK组相比，干旱条件下各组脯氨酸（Pro）含量都有所增加，推测此过程中脯氨酸的作用是 。 ②研究表明，火龙果根系的生物量仅占总生物量的极少部分，且随旱情加重，根系总长度、总表面积和总体积逐渐降低，综合上述分析可知，火龙果的抗旱能力强是 （根系原因/非根系原因）。 【答案】(1) 干旱 次日白天 液泡pH 水分充足（两空可互换） 蒸腾作用过强，植物失水过多 细胞呼吸 生物对环境的长期适应（自然选择） (2) 在干旱条件下，抗氧化酶活性提高，伤害程度减轻 渗透调节物质，保持植物细胞和环境渗透平衡 非根系原因 【分析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、二氧化碳浓度、温度；内部因素有光合色素的含量、酶的数量及活性。 【详解】（1）验证火龙果在干旱环境中存在特殊的CO2固定方式，实验的自变量应为是否干旱处理。这种特殊的CO2固定方式，晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2用于光合作用，夜晚和白天液泡的pH不同，可在夜晚和次日白天分别测定AB两组植物的液泡pH，并记录。支持假设的预测结果是干旱处理组夜晚液泡pH低于白天，水分充足处理组夜晚和白天液泡pH基本相同。柱形图形式如下： 生活在干旱地区的植物白天气孔关闭，防止蒸腾作用过强，植物失水过多，白天光合作用所需的CO2来自苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的二氧化碳，植物的这种变化是生物对环境的长期适应（自然选择）的结果。 （2）尽管干旱使火龙果体内的丙二醛含量增加，但LD和MD组相差不大，据表分析，火龙果抗旱性较强的原因可能是在干旱条件下，抗氧化酶活性提高，伤害程度减轻；与CK组相比，干旱条件下各组脯氨酸（Pro）含量都有所增加，推测此过程中脯氨酸的作用是作为渗透调节物质，保持植物细胞和环境渗透平衡。 火龙果根系的生物量仅占总生物量的极少部分，且随旱情加重，根系总长度、总表面积和总体积逐渐降低，说明火龙果的抗旱能力强是非根系原因。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题01 光合专练 1、光反应为碳反应提供ATP和NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+ 2、ATP可以提供能量和磷酸基团，NADPH可以提供能量和还原剂（氢） 3、卡尔文循环的起点是五碳糖，形成的第一个糖是三碳糖 4、卡尔文循环中的三碳糖大多数再生为五碳糖，脱离循环产生的三碳糖大多数运到叶绿体外转化为蔗糖，少数在叶绿体内转化为淀粉、蛋白质和脂质 5、影响碳反应的因素为气孔还是非气孔因素需要看两个条件，如果气孔导度下降、胞间二氧化碳浓度也下降，则为气孔因素；如果气孔导度下降、胞间二氧化碳浓度不变或者上升，则为非气孔因素 6、不管是光饱和点还是光补偿点，都在X轴上，只会左移或者右移 7、净（表观）光合速率的判断名词：氧气释放速率、二氧化碳吸收速率、有机物积累速率 总（真正）光合速率的判断名词：氧气产生速率、二氧化碳固定速率、有机物制造速率 1．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 2．（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ． (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。 3．（2023·浙江·高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。      回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是 。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是 。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有 。 4．（2023·浙江·高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。 表1 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题： (1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是 。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有 （答出2点即可）。 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 （填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量 （填“增加”或“减少”）。库源比降低导致果实单果重变化的原因是 。 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。 果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g） 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。 (5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合格）的是哪一项？__________ A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土 5．（2022·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。 处理 指标 光饱和点（klx） 光补偿点（lx） 低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1） 叶绿素含量（mg·dm-2） 单株光合产量（g干重） 单株叶光合产量（g干重） 单株果实光合产量（g干重） 不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25 遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21 遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。 回答下列问题： (1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加 ，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低 ，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。 (2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至 中。 (3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 （A．<2小时    B．2小时    C．4小时    D．>4小时），才能获得较高的花生产量。 6．（2022·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。 回答下列问题： (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中 的还原。 (2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被 光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞 ，细胞吸水，气孔开放。 (3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。 1．（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。    (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。 (2)光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。 在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于 。 在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 (3)蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH14CO3  ⑥培养基中加入14C6H12O6 2．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。    ①黄连的光饱和点约为 umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 （答2点）。 (2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括 （多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。 (3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及其作用是 。 3．（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 4．（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：① ；② 。 5．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 6．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和 （填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据 （填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。 7．（2024·广西·高考真题）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A型和B型）的影响，结果见下图。回答下列问题： (1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是 （填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O在 （填细胞器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。 (2)当光合呼吸比约等于1时，A型共生体仍能生长，其原因是 。 (3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是 ，理由是 。 (4)若升温后B型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B型共生体内的单个虫黄藻光合速率将 ，理由是 。 8．（2024·全国甲卷·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。    (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 1．（2025·浙江温州·二模）在日光温室的冬、春季栽培中，供应严重不足。为探究不同浓度对温室番茄光合作用的影响，设置了的4组实验，浓度分别为400、600、800、1000μmol/mol。自11月3日番茄幼苗定植后，分别在不同生育期（苗期、开花期和成熟期）对叶片的相关指标进行测定，结果如图所示。 回答下列问题： (1)气孔导度表示气孔张开的程度，会影响呼吸作用、 （写出两点）等生理过程。气孔导度增加有利于进入叶肉细胞合成为三碳酸。在适宜条件下，三碳酸还原形成12个三碳糖，将再生形成 个五碳糖，此再生过程的意义是 。 (2)该实验中可变因素是 。据图可知，番茄叶片在不同生育期中 均随二氧化碳浓度的升高而增大。已知水分利用率用Pn/Tr表示，由图推测， （填“苗期”、“开花期”或“成熟期”）的 组对水分的利用率最高。 (3)采摘后的番茄仍会持续进行高强度呼吸作用，需及时在 （写出两点）条件下储存。 2．（2025·浙江·二模）科研团队在植物工厂中研究不同时段蓝光处理对生菜产量、光合特性的影响。将一天24h周期分为两个时段，时段一（H1）恒定光照，时段二（H2）无光照。试验共设置4个处理，无蓝光处理CK(H2时段无光）为对照，研究了在H1结束后（T1）、开始前（T2）和结束3h后（T3）进行蓝光处理。测定相关生理指标如下表所示：请回答下列问题： 处理 干质量（g） 总叶绿素含 量（mg·g-1） 总叶面 积（cm²） 胞间二氧化碳 浓度（umol·mol-1） 气孔导度 （mol·m-2·s-1） 地上部分 地下部分 总干质量 T1 3.7 0.5 4.1 20 885 519.1 0.43 T2 4.3 0.5 4.9 22 1056 518.9 0.53 T3 3.1 0.4 3.5 19 880 511.6 0.36 CK 2.4 0.3 2.7 21 679 522.6 0.31 (1)蓝光可被光合色素中的 吸收，蓝光处理有利于光反应产生 ，并用于碳反应中的 过程。 (2)从表中数据可知，T2蓝光处理气孔导度增大， 增强，有利于水分运输，促进生菜根对 的吸收，进而用于合成叶绿素。但气孔导度增大对胞间二氧化碳浓度无显著影响原因可能是 。 (3)分析蓝光处理可以增加干质量的原因 ，为进一步提升生菜的产量，明确蓝光强度，设置 处理，为生菜的蓝光调控策略提供了理论和数据依据。 3．（2025·浙江·二模）草莓具有清凉止渴，健胃消食的功效。研究者对温室草莓的光合作用及产量的提升进行了系列的研究。 (1)下图是草莓光合作用部分过程示意图，请回答： 图中过程发生在 (填场所)。图中D物质表示 ，H⁺通过结构G从Ⅲ处转运到I处的方式是 ，结构G既可以运载H⁺，也可作为合成F的 。D和F作用于碳反应的 过程。 (2)为提高温室草莓的产量，某科研组研究温室补光情况对草莓净光合速率(Pn)的影响，结果如图所示。 (不考虑对细胞呼吸和气孔导度的影响) ①本实验的自变量是 。 ②研究发现红蓝照复合光射下胞间CO₂浓度相对较低，其原因是 。 ③进一步研究发现不同光质补光下净光合速率不同的原因是叶绿素含量不同，如果要设计实验对此进行验证，请写出实验思路： 。 4．（2024·浙江·二模）马尾松是我国主要的产脂树种。科研人员研究了干旱、遮荫以及两者交互作用对马尾松幼苗光合特性的影响，实验结果如下表： 处理 总叶绿素（mg/g） 叶绿素a/b 气孔导（mmol.m-2.s-1） 胞间CO2浓度 净光合速率（μmol.m-2.s-1） 水分利用效率（μmol/mmol） 对照 1.02 2.87 0.36. 307.79 14.82 3.75 干旱 1.10 2.97 0.09 212.09 9.26 6.29 遮荫 1.62 2.57 0.18 30743 8.56 3.63 干旱、遮荫 1.51 2.59 0.05 213.77 5.25 6.03 注：叶绿素a/b表示叶绿素a与叶绿素b之比。水分利用效率指净光合速率与蒸腾速率的比值。 回答下列问题： (1)由实验结果可知干旱使马尾松光合速率下降，主要原因是 。干旱可增高水分利用效率，原因是气孔导度下降使 显著下降。推测干旱条件下马尾松针叶中 （激素）含量增加。 (2)遮荫条件下，气孔导度下降，但胞间CO2浓度基本不变，原因是光照强度减弱，光反应产生的 减少，使CO2 的速率与从外界进入胞间的速率保持相对平衡。此时气孔导度 （填“是”、“不是”）光合作用的限制因素。实验结果表明马尾松可通过改变叶绿素的 ，增强对光能的吸收、利用能力，从而适应弱光环境。 (3)干旱和遮荫交互作用对植物生长的影响有以下几种假说：“相互作用理论”认为高光照和过度遮荫会加重干旱的影响；“促进理论”认为遮荫可以改善干旱影响下的微环境，从而缓解植物受干旱的影响；“独立影响理论”认为二者的交互作用不存在影响，相互独立。实验结果表明干旱和遮荫交互作用对马尾松的影响符合 理论。其原因一方面是干旱可 （填“增强”或“减弱”）遮荫条件下叶绿素的合成能力，另一方面遮荫 （填“增大”或“减小”）干旱条件下的气孔导度。 (4)马尾松幼苗受光照和水分影响下的可塑性变化如下图所示（可塑性指数PI计算公式：PI=（Pmax-Pmin）/Pmax，其中Pmax为各参数在所有处理中的最大平均值，Pmin为各参数在所有处理中的最小平均值）。PI平均值越大，可塑性能力越强。由图可知，受光照和水分影响下的可塑性能力基本相等的指标有 。 5．（2024·浙江·模拟预测）为探究耐旱植物异子蓬PEPC2基因用于改良农作物的可行性，研究者将PEPC2基因转入烟草中获得转基因株系（OE）。对正常水分和干旱胁迫条件下的植株进行了叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、光合关键酶活性的测定，结果如下表所示。回答下列问题： 指标 处理组别 叶绿素含量（mg/g） 净光合速率（μmol·m2·s-1） 气孔导度（mol·m2·s-1） 光合关键酶活性（U/mg） 正常水分条件 NT 1.45 18.2 0.30 95 OE 1.62 25.8 0.36 118 干旱胁迫条件 NT 0.98 12.5 0.21 72 OE 1.25 20.4 0.28 105 注：NT：非转基因对照株系；光合关键酶指直接参与光合作用过程的酶，如Rubisco催化CO2与五碳糖结合 (1)提取烟草叶片中的光合色素，需加入的物质有 。在 光下测定提取液的吸光度，以估算其中叶绿素的含量。光合关键酶Rubisco发挥作用的场所是 。为判断干旱引起净光合速率下降是否与气孔导度下降有关，还需要测定的指标是 。 (2)该实验的可变因素有 。据表中数据可知，PEPC2基因 （能/不能）缓解干旱胁迫，可能原因有 （至少写出两点）。 (3)为进一步验证PEPC2基因对烟草抗旱性的影响，研究者在模拟干旱条件下测定了转基因和非转基因烟草的可溶性糖和超氧化物歧化酶（SOD）活性，结果如下表所示： 指标 处理组别 可溶性糖（mg/g） SOD活性（U/mg） 模拟干旱条件 NT 3.2 42 OE 5.1 58 注：SOD是植物的抗氧化酶，可清除活性氧等自由基。 根据实验数据，推测PEPC2基因提高烟草抗旱性的原因可能有：①使得烟草细胞内SOD活性上升，以清除多余的自由基，延缓细胞 ；② 。 6．（2024·浙江嘉兴·一模）光系统是进行光反应的结构单元，位于光系统反应中心的叶绿素吸收的光能除了用于光反应外，还以热能和叶绿素荧光的形式散失。用叶绿素荧光仪可测得Fo、Fm、Fs值，Fo和Fm分别为所有反应中心都处于开放状态和都处于关闭状态时的荧光产量，Fs为光反应和碳反应达到稳态时的荧光产量。回答下列问题： (1)光系统位于叶绿体的 上。开放状态的光系统反应中心能够吸收光能并将水裂解为 ，反应中心在将电子传递出去前处于关闭状态。 (2)检测Fm的步骤如下：将叶片暗处理一段时间后，用叶绿素荧光仪先给予一个瞬时强光，再立即给予适宜强度的瞬时光照测得。瞬时强光的作用是 。若增加大气中CO2的浓度，测得的Fs值将 。 (3)某研究干旱对红豆草幼苗生长影响的实验，部分结果（相对值）见下表： 处理 Fo qP qN 气孔导度 胞间CO2浓度 蒸腾速率 对照组 1 1 1 1 1 1 + 1.038 0.962 1.080 0.905 0.787 0.972 ++ 1.136 0.872 1.266 0.754 0.693 0.870 +++ 1.387 0.766 1.419 0.571 0.804 0.724 ++++ 1.560 0.670 1.596 0.339 0.845 0.614 注：“+”越多表示干旱程度越严重；qP为用于光反应的能量；qN为热能散失。 据表分析，随着干旱程度增加，幼苗的光合速率下降，判断依据是 。重度干旱（+++以上）影响光合作用的主要限制因素是 （填“气孔因素”“非气孔因素”）。重度干旱会灼伤叶片，原因是 ，导致叶温升高。光系统受损可以表现在荧光参数上，光系统受损导致Fo值增大的机理是 ，导致叶绿素吸收的光能转化为叶绿素荧光增加。 7．（2024·浙江衢州·模拟预测）红叶石楠是常见的景观植物，其上部新发嫩叶为红色，下部成熟叶片为绿色，现欲通过实验对红叶石楠的红叶和绿叶的光合蒸腾特性进行分析。回答下列问题： (1)实验步骤： ①材料选择及测定：挑选6棵在同一生长环境中的 的红叶石楠样株；在每株样的株冠部分别选择6片向阳、健康且叶片形状及大小基本一致的红叶和绿叶。 ②实验数据收集：利用便捷式光合测定仪在 测定各叶片的气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等数据，每片叶片测定重复3次，记录。 ③ 。 部分实验结果如下：    (2)光合作用在红叶石楠叶肉细胞的 中进行，其中将CO2固定还原形成糖的反应被称为 ，该反应中的还原剂是 。据图1分析，红叶石楠的红叶比绿叶净光合速率更高，可能的内因是 。 (3)WUE是研究植物有效利用水资源的指标，计算公式为WUE=Pn/Tr。随着外界环境不断变化，红叶的WUE始终低于绿叶，说明与绿叶相比，红叶通过 以适应试验期间的外部环境。 (4)研究者继续对实验中的各项指标进行相关性分析。 表1各检测指标的相关性分析汇总表 指标 净光合速率Pn 气孔导度Gs 胞间CO2浓度Ci 蒸腾速率Tr 光合有效辐PAR 大气CO2浓度Ci 空气温Ts 相对湿度RH Gs 0．959** Ci 00．303 0．419 Tr 0．975** 0．964** 0．367 PARi 0．591* 0．591* -0．142 0．53 Ci 0．651* 0．645* 0．253 -0．668* -0．749** Ts 0．517 0．538 -0．071 0．43 0．961** -0．651* RH -0．295 0．353 0．073 -0．233 -0．867** 0．415 -0．89** WUE -0．857** 0．867** -0．242 -0．907 -0．55 0．808* -0．438 0．171 注；数值>0，代表正相关，数值<0，代表负相关，**代表极且著相关，*代表显著相关。 据表分析，与红叶石楠净光合速率呈极显著正相关的指标有 。表中数据显示，气孔导度与胞间CO2浓度这两个值之间不存在显著相关性，最可能原因是： 。绿叶在12：00蒸腾速率出现低谷，其最可能原因 （填“是”或“不是”）受气孔导度限制。请根据相关性关系，画出红叶石楠红叶和绿叶的气孔导度（Gs）的日变化曲线 。 8．（24-25高三上·浙江杭州·阶段练习）为了探究高温胁迫对马铃薯生理特性及产量的影响，某科研小组进行了相关实验，结果如表所示。回答下列问题： 温度（℃） SPAD值 净光合速率 /μmol·（m2·s）-1 气孔导度 /mmol·（m2·s）-1 胞间CO2浓度 /μmol·（m2·s）-1 公顷产量 /（t/hm2） 35 39.47 14.23 302 342 29.41 30 42.50 17.35 362 359 30.84 25 44.50 20.02 375 383 34.52 注：SPAD值表示反应单位叶面积内叶绿素的含量。 (1)该实验的自变量是 。每一处理均设置了重复实验，其目的是 。 (2)利用SPAD仪测定叶绿素含量时，可先用 （填试剂名称）提取马铃薯叶片中的色素后再测。SPAD仪是通过测量叶片对可见光中的 （填“红光”或“蓝紫光”）的吸收来确定叶绿素的相对数量，选择该可见光的原因是 。 (3)由表分析可知，在高温胁迫的作用下，气孔导度 （填“是”或“不是”）限制马铃薯净光合速率的因素，依据是 。高温胁迫导致马铃薯产量下降，研究团队发现增施有机肥能显著增加马铃薯产量，其原因是 。 (4)PSⅡ是光合作用单位，由光合色素和相关蛋白质构成，位于叶绿体的 上。研究发现，高温对PSⅡ影响的机理如图所示，已知ROS是活性氧，D1是组成PSⅡ的重要蛋白。    据图分析高温胁迫导致光合作用降低的原因，下列正确的是哪几项? A．高温影响PSII活性与基因选择性表达有关 B．高温可能通过影响膜的流动性从而影响PSⅡ的稳定性 C．高温下ROS增多使得D1蛋白失活，进而导致PSⅡ失活 D．高温下ROS增多抑制D1蛋白合成，进而导致PSⅡ失活） 9．（2024·浙江台州·一模）光是影响植物生长最重要的因素之一，主要通过影响光合作用和光形态建成来调节植物的生长发育。回答下列问题： (1)光是植物的能量来源，植物叶肉细胞通过位于 上的光合色素，将光能转化成化学能储存在 中，并作为还原剂参与CO2还原成糖的过程。 (2)研究发现，阳生植物叶绿素a/b的比值约为3/1，阴生植物约为2.3/1，表明阴生植物可通过 来捕获更多的光能。在弱光条件下，植物叶片能通过运动，使叶片平面与入射光方向保持 （填“垂直”或“平行”）来增加光能截获。 (3)幼苗生长在黑暗条件下时，会出现黄化现象，导致吸收 光的能力减弱。光照影响幼苗叶色的机制如图甲所示（SPA1、COP1和HY5都是调节因子），在光照环境下，光敏色素进入细胞核前会 ，进入细胞核后通过 来缓解幼苗发生黄化。 (4)植物体中的叶黄素V和叶黄素Z可通过叶黄素A发生相互转化，在强光条件下，植物通过该过程将过剩的光能以热能形式散失，从而保护叶绿体。图乙为在夏季晴朗的一天中，科研人员对某植物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。 ①该植物12：00后Pn下降，出现“光合午休”现象，推测其原因可能有：高温使 ，导致吸收CO2减少，从而引起Pn降低；高温导致叶绿体内 ，从而引起Pn降低。 ②在强光下，叶片内的叶黄素总量基本保持不变。午后12：00-14：00期间，（A+Z）/（V+A+Z）的比值上升，其原因是叶黄素种类发生了 的转化。 ③根据乙图可知，16：00以后，Fv/Fm的比值升高是由于 ，Pn降低的主要原因是 。 10．（24-25高三上·浙江绍兴·阶段练习）Zn2+是我国土壤中典型的重金属污染物。高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草对Zn2+的吸收和耐受能力有一定差异。回答下列问题： (1)Zn2+是生物体内的 元素，以 方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过 的传递危害人类自身健康。 (2)研究人员以高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草为材料，测定不同浓度Zn2+胁迫下草坪草光合速率的影响，结果见下图。 ①三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是 ，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速率的最大Zn2+浓度为 。 ②随着Zn2+浓度过度增加，会影响 等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时， 的活性下降，从而使叶绿素含量下降。 (3)研究人员进一步测定了在Zn2＋胁迫下高羊茅的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）以及Zn2+含量，结果如下表。 表：Zn2+胁迫下高羊茅的光合指标及重金属含量 Zn2+浓度（Mg·L-1） 净光合速率Pn（μmolCO2·m-2·s-1） 胞间CO2浓度Ci（μmolCO2·mol-1） 气孔导度Gs（molH2O·m-2·S-1） Zn2+的含量（g·kg-1） 0 2.1 620 185 1.02 500 3.0 610 192 1.38 800 3.9 605 200 1.45 1100 4.1 615 220 1.79 1400 1.7 458 105 1.55 （注：净光合速率常用光照条件下单位时间内单位面积叶片（CO2吸收量或O2释放量表示） 据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降是否受气孔因素的影响？ 。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现高羊茅对重金属Zn2+胁迫的 。实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因是 。 11．（2024·浙江金华·一模）我国关于多年生水稻的研究成果入选2022年度十大科学突破。相关研究表明，多年生作物具有更保守的生长策略，只有部分营养物质分配给繁殖器官，其他营养物质贮存在根系等器官为下一年生长发育提供营养。图1表示Rubisco酶（催化CO2固定）活化机理，图2、图3分别表示2020年、2021年不同品种多年生水稻的生物量分配比例。    回答下列问题： (1)据图1分析，影响Rubisco酶活化的环境因素有 ，该酶催化形成的三碳酸，被还原剂 还原形成三碳糖。缺镁会导致多年生水稻光合速率下降，原因有 （写出两点）。 (2)在绘制生物量分配比例图时，须测定各部分 的干重或鲜重总量。由图2、图3可知，大部分水稻光合产物贮存于 部分，研究发现其可溶性糖含量高，增加了细胞的 能力，从而提高其抗倒伏能力。若各品系总生物量相同，2020年 品种产量最高。 (3)研究发现，pR107品种在2021年收割后，来年无法由地下部分长出新苗，而其他品种基本正常，原因是一方面2021年PR107品种的 低，导致大部分生物量集中在繁殖部分及营养部分，另一方面2021年PR107品种的 低，导致其因缺少营养物质而无法正常越冬。 12．（2025·浙江·模拟预测）火龙果原产于中美洲热带，主要生长在季节性干旱的热带生物群落中，因其果实品质优、经济效率高而在我国广泛种植。回答下列问题： (1)某同学查阅相关资料发现：生活在干旱及半干旱地区的某些植物具有一种光合固定CO2的附加途径。即晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。该同学推测：火龙果在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。 ①为验证上述假设进行实验：取若干正常生长且状态一致的火龙果植株随机分成A、B两组，以pH作为检测指标，请完善下列分组处理。 组别 培养条件 检测结果 A ⅰ 一段时间后，在夜晚和ⅲ 分别测定AB两组植物的ⅳ ，并记录。 B ⅱ ②请将支持假设的预测结果以柱形图形式呈现 。 ③讨论：生活在干旱地区的植物白天气孔关闭，防止 ，白天光合作用所需的CO2来自苹果酸脱羧和 ，植物的这种变化是 的结果。 (2)为实施精准灌溉，对火龙果的抗旱生理进行研究：设正常供水（CK）、轻度干旱胁迫（LD）、中度干旱胁迫（MD）和重度干旱胁迫（SD）4个处理，测得相关生理指标见下表。SOD、POD、CAT是植物体内的抗氧化酶，可清除干旱产生的活性氧，防止植物细胞受到氧化损伤；MDA是细胞膜脂过氧化的产物，其含量可反映植物遭受逆境伤害的程度。 干旱胁迫下火龙果的抗氧化酶活性变化 处理 超氧化物歧化酶（U/g FW） SOD 过氧化物酶（U/g FW） POD 过氧化氢酶（nmol/（min·g）FW） CAT 丙二醛（nmol/g FW） MDA 脯氨酸（μg/g FW） Proline CK 43.71 209.30 108.90 11.13 15.64 LD 46.12 180.60 122.00 15.06 17.04 MD 54.04 332.60 148.80 17.43 33.33 SD 25.43 63.69 230.00 15.76 17.87 ①尽管干旱使火龙果体内的丙二醛含量增加，但其增幅远低于普通植物，据表分析，火龙果抗旱性较强的原因可能是 ；与CK组相比，干旱条件下各组脯氨酸（Pro）含量都有所增加，推测此过程中脯氨酸的作用是 。 ②研究表明，火龙果根系的生物量仅占总生物量的极少部分，且随旱情加重，根系总长度、总表面积和总体积逐渐降低，综合上述分析可知，火龙果的抗旱能力强是 （根系原因/非根系原因）。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$