专题三 题型1 光合作用的过程及影响因素-【6星学霸·高考黑题】2026年高考生物二轮专项冲刺

类型一细胞代谢题学丽 专题三光合作用 命题密钥 与光合作用有关的试题是高考的必考题，一般在非选择题中出现的较多。通常多结合实际 情境或实验背景或其他模块进行命题，考查光合色素的种类和功能、绿叶中色素的提取和分离、 光合作用的过程，对学生理解能力、获取信息的能力、实验与探究能力及综合运用能力考查力度 均较大。复习时谙熟教材原型，多角度综合复习，才能全面突破光合作用类试题。 题型1 光合作用的过程及影响因素 考点觉醒 1.图解光合作用过程 H,0水在光 、下分解0，+H+20 2C, CO. NADPH- 固定 还 多种酶 合作 能 ·ATP供能 C 参加催化 酶 ADP+Pi+ (CH.O) 光反应阶段 暗反应阶段 (类囊体薄陕) (叶绿体基质】 2.改变条件后，C,、C,、NADPH、ATP含量及(CH,O)合成量的变化 分析光照强度和CO2浓度突然改变后C,、C,、NADPH、ATP的含量及(CH,O)合成量的动态变化 时，要将光反应和暗反应过程结合起来分析，从具体的反应过程提炼出模型“来源→某物质→去 路”，通过分析其来源和去路的变化来确定含量变化 CO. 右图中I表示光反应，Ⅱ表示C02的固定，Ⅲ表示C,的还原，当外界 2C,* 条件（如光照强度、C0,浓度）突然发生变化时，分析相关物质含量在 光L.NADPH 和ATP Ⅲ暗反应 短时间内的变化如下： -(CH.O) 1减弱，Ⅲ转时不变 光 NADPHI.ATP C0Ⅱ减药， C合成减少，消耗暂时不变C回 照变弱 C消耗减少，合成暂时不 Ⅱ智时不变心，消耗暂时不变，合成减少 随后Ⅲ浅溺 Ct C. 供应变少 血智时不安C消托线少，合成智时不变C司 随后Ⅲ减弱，I暂时不变 NADPHI.ATP 3.把握影响光合作用因素的3类曲线 P点限制因素：①外因：温度，CO 浓度等；②内因：色素的含量和种 P点限制因素： 类，酶的数量和清性、C的含量 ①外因：温度，光照强度： 此时P点又称“光饱和点 ②内因：酶的数量和活性， 啡！P点温度为光合作用最造温度 YP 色素种类，含量，C,的含量 P 原理：通过 p 影响酶的活 不原理：影响光反应阶段 原理：影响暗反 性来影响光 ATP、NADPH的生成 ←“应中C的生成 合作用 光照强度 C0,浓度 温度 019 学丽高考·黑题生物学 提醒： ①光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。 ②叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。 ③蓝细菌没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。 ④光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的NADPH和ATP还可以维持一段时间的 暗反应，但在无光条件下不可以长期进行。 实战演练 经典真题1（叶绿体中色素的种类、含量及功能：光反应、暗反应的物质变化和能量变化(2025·江苏卷）科研 人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的 影响。请回答下列问题： (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类囊体悬液。经离心分离获 得类囊体，为保持其活性，需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995uL 的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3g·mL,则类囊体的浓度为 g·mL1 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产 物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工 细胞，在适宜光照下，荧光强度 (填“变强”“不变”或“变弱”)， 说明类囊体膜具有的功能有 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验 研究，理论上还需要的物质有 荧光素PY 经典真题2（光反应，暗反应的物质变化和能量变化，影响光合作用的因素）(2025·黑吉辽蒙卷)Rubisc0是 光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增 加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如图） 和产量潜力。回答下列问题。 +S+补光 -0-S 35 ① 。WT 000g 30 A 25 20 250 300 350 胞间CO,求度mol·mo 注：光服强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO,结合。部分产物经过一系列反应形成 (CH,0),这一过程中能量转换是 (2)据图分析，当胞间C02浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线 类型一细胞代谢题学丽 ①和②重合的最主要限制因素是 胞间C0,浓度为300mol·mol时，曲线①比② 的光合速率高的具体原因是 (3)研究发现，在饱和光照和适宜C02浓度条件下，S植株固定C02生成C,的速率比WT更快。使 用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路： 巩固训练1(2024·新课标卷)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d),分别置于密闭装置 中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置 内0，浓度，结果如图所示，其中M为初始0，浓度，c、d组02浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用 的光主要是 原因是 (2)光照t时间时，a组C02浓度 (填“大于”“小于”或“等于”) b组 (3)若延长光照时间c、d组0，浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光 0 a 合速率最大的是 组，判断依据是 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 (填“升高”“降低”或“不变”)。 巩固训练2(2025·陕西咸阳模拟)叶绿体中的类囊体分为基粒类囊体和基质类囊体，二者的区别在 于前者含有较多的光合色素以及形成了堆叠的基粒。回答下列问题： (1)与基粒类囊体相比，基质类囊体的光能利用率 (填“更高”或“更低”)，原因是 (2)盐胁迫会导致植物叶绿体中基粒诚少，使得光合作用的光反应为暗反应提供的 减少。 盐胁迫还会影响土壤溶液的浓度和植物Rubisco(CO2固定相关的酶)的活性，请据此写出盐胁 迫影响暗反应的另外两个途径： (3)研究表明，外源亚精胺(Sd)有利于维持叶绿体的完整性，从而缓解盐胁迫对水稻生长造成的影 响。为探究盐胁迫下外源Sd的作用机制，科研人员选取若干长势一致的水稻幼苗进行了实 验，部分实验结果如图。分析与讨论： ■CK:正常营养液 图NaCL:添加1O0mmwl/L NaCl ☐Spt添加I mmol/L.Spd ☐NaCl+Spd:添加l00 mmol/L NaCl+ 1 mmol/L Spd 1.5 ' 10 0.0 组别 组别 ①与对照组相比，NaCl组和NaCl+Spd组的水稻叶片可能出现萎蔫现象和 现象， 且NaCl+Spd组中出现第二种现象的程度更 (填“高”或“低”)。 ②根据实验结果分析，外源Spd缓解盐胁迫影响的机理可能是 巩固训练3(2025·河北石家庄二模)绿萝是一种高效的空气净化植物，能显著改善室内空气质量。 图1是在适宜环境中绿萝光合作用部分过程图解。为探究缺镁对绿萝光合作用的影响，研究人员 02 学丽高考·黑题生物学 做了相关研究，结果如图2。请回答下列问题： (1)图1过程具体发生在 若夏季午后光照突 相对值 然减弱，则绿萝叶肉细胞中B的含量在短时间内会 B CO 400口对照口缺银 300 (填“增加”“减少”或“不变”)。 200 ATP 100 (2)图1中C代表的物质是 C在光合作用过程中 (CHO) 气孔相细胞问 的作用是 对开度C0,浓度 图1 图2 (3)缺镁会导致植物净光合作用速率下降，根据图2分析其 原因并不是气孔相对开度，依据是 (4)绿萝的营养生长过程中，发现部分绿萝植株叶片变黄，请利用所学知识设计实验验证叶片变黄 是由于缺镁导致叶绿素合成减少所致，完善实验思路并写出预期结果。 实验思路：将长势一致的绿萝均分为A、B两组，A组用适量的完全培养液处理：B组用 处理，一段时间后，各选取相同大小的两种叶片， 比较叶绿素对应色素带的宽度。 预期实验结果： 巩固训练4(2025·江苏扬州二模)当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。光抑制主 要发生在光系统PSⅡ上，电子积累过多时产生的活性氧ROS(自由基)会破坏PSⅡ，使光合速率下 降。铁氰化钾可有效解除植物的光抑制现象。菠菜植株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1所示。高温胁迫也会导致R0S积累，引起光抑制现象，如图2所示。 根据所学知识回答下列问题： ,铁氛化钾 服细胞膜 高温胁迫 NADPH氢化 NADP NADPH 8888888888员8是888888888 酸叶绿体膜 ROS过量合成 转送蛋省小 活性氧。一O,NADPNADPH、 光能M ADP ATP-卡尔文循环 抑制D川蛋白 +巧 c密 RRRRRY 01不2 从头合成 OEC OEC H,O H ATP合成酶 有活性的PSⅡ 失活的PSⅡ 图1 图2 (1)分析图1，适宜环境下，光反应裂解H,0释放的电子(e)经过一系列传递，最终被 接受，该过程产生的ATP和NADPH用于卡尔文循环中的 (2)强光会造成叶绿体内电子积累过多，若NADP不足，电子会传递给O2生成ROS。若某物质X 会阻断NADP和电子的结合，则物质X处理植物后光抑制可能会 (填“增强”或“减 弱”)。强光条件下，图1中e的转移途径为eˉ→NADP→ (氧化剂)，从而缓解光抑 制。从细胞外收集亚铁氰化钾，为未来清洁能源的开发提供了思路，从能量转换角度分析其原 因是 0 (3)ROS破坏光系统，使植物光合速率下降，机制可能是 (4)高温胁迫也会引发R0S积累。分析图2，R0S过量合成后引起光抑制的机制是 (答出2点即可)。 02 类型一细胞代谢题学丽 (5)当植物处于高温环境中，会通过代谢调节过程，使叶绿素含量降低，引起叶片衰老。该过程的积 极意义是 巩固训练5(2025·浙江省环大罗山联盟期中)为探究锌对苹果叶片光合产物向果实转移分配的影 响机制，研究团队采用3C同位素标记技术，测定果实膨大期苹果树叶片涂抹不同浓度ZS0,·H,0 溶液(CK:0,Znl:0.1%,Zn2:0.2%,Zn3:0.3%,Zn4:0.4%)对叶片3C同化能力及3C光合产物向果实 运输的影响，实验结果如下表： 不同锌浓度对苹果叶片光合参数及光合产物分配的影响 Rubisco酶活性/ 叶绿素含 s/(mol· Ci/(pmol BC同化能 BC输出 果实C吸收 处理 (mol·min1. 量/(mg· m2.s1) ·mol1) 力/△F 比例/% g) g) 量/(mg·g) CK 7.33 1.59 0.27 306 0.07 19.6 0.43 Znl 7.62 1.87 0.34 275 0.15 26.7 0.78 Zn2 8.31 1.93 0.38 268 0.26 34.5 1.05 Zn3 8.55 2.02 0.41 257 0.34 38.8 1.13 Zn4 8.12 1.85 0.35 263 0.23 32.9 0.97 注：①gs:气孔导度；Ci:胞间C02浓度；②Rubisco酶能催化C02和五碳糖的羧化反应。 (1)本实验选择膨大期果实为研究对象，是因为此阶段果实代谢旺盛，对 需求强烈，便于研 究锌对C光合产物向 运输的影响。 (2)选择Rubisco酶活性作为光合参数的依据是 (3)苹果果实产量与果实有机物积累量密切相关，影响后者的主要因素是 (4)根据有机物运输的“就近原则”，实验需保证每个果实周围保留的 数量相等，且该范围 内所有叶片均进行 处理。表中数据显示，各组叶片自留的C比例均 输出比 例，表明 :各组3C输出比例有显著差异，表明 巩固训练6马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作 用产物的形成及运输示意图，图2是蔗糖进入筛分子一伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题： 韩分子一伴弛 复合体 C其他有机物 2 葡萄糖 磷酸丙糖一淀粉 ATP 磷酸丙糖 ADP+P 叶肉如胞 蔗糖 H' 韧皮部 H 蔗糖 ·淀粉 块茎细胞 蔗糖一淀粉 高H浓度 低甲浓度 图1 图2 023 学醒高考·黑题生物学 (1)图1所示的代谢过程中，需要光反应产物参与的过程是 (填标号)。为马铃薯叶片提供 C02,块茎中会出现含180的淀粉，请写出180转移的路径：C802→ →淀粉。 (2)研究发现，叶绿体中淀粉的大量积累会导致 薄膜结构被破坏，进而直接影响光反应。 保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度，使 ,进而抑制暗反应过程。 (3)图2中甲具有 酶活性。乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白，在成功导入蔗糖转运蛋白反 义基因的马铃薯植株中SUT1的表达水平降低，叶片中可溶性糖和淀粉总量 ,最终导致 块茎产量 (4)科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材 4 45d▣60d▣75d 1 料，研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影 1.0 ￥0.8 响，在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h 0.6 0.4 (长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时 0.2 间处理，保持其他条件相同且适宜，培养一段时间 8h 12h 12 09 后，发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照 光周期对单抹马铃薯块茎产量的影响 图3 和短日照组有块茎生成，结果如图3。 ①分析上述信息可知，光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有 (至少 答出2点)。 ②分析图3，单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 ③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组，对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减 少量为Amg;某实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg,实验叶片的面积为Ccm2, 则该组的光合速率可以表示为 若要进一步研究不同C0,浓度对马铃薯叶片光合速 率的影响，并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择 (填“长日照”“中日 照”或“短日照”)组的植株为实验材料。 题型2有关光合作用的实验分析及跨模块考查光合作用 考点觉醒 光合速率的测定方法 (1)“液滴移动法”： ①测定呼吸速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 阀门中 红色液滴 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 c.置于适宜温度环境中。 绿色植物 d红色液滴向左移动（单位时间内左移距离代表呼吸速率）。 坡璃钟罩 小烧杯 ②测定净光合速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的C0,缓冲液，使容器内C0,浓度恒定，满足光合作用需求。 b.必须给予足够光照处理，且温度适宜。 心.红色液滴向右移动（单位时间内右移距离代表净光合速率）。 024(3)丙图中装置1试管中20%Na0H溶液的作用是吸收C02, 根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，有氧呼吸消耗的氧气 和释放的二氧化碳量相等，无氧呼吸不消耗氧气，只释放二氧 化碳，故当种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，装置1液滴 左移，装置2中二氧化碳增多，压强增大，液滴右移。如果要检 测种子呼吸作用产生了C0,,除了可用澄清石灰水以外，还可以 用溴麝香草酚蓝溶液，颜色变化是由蓝变绿再变黄。(4)ATP 结构简式为A一P~P~P。人体的成熟红细胞无细胞核和细胞 器，只能进行无氧呼吸，故产生ATP的场所是细胞质基质。 专题三光合作用 题型1光合作用的过程及影响因素 经典真题1 (1)叶绿体等渗(2)有机溶剂6O0(3)ATP、NADPH (4)变弱吸收（和转化）光能、分解水分子(5)各种酶和原 料CO2、Cs 解析：(1)类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜温度下 用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液。经离 心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透压，需加 人等滲溶液重新悬浮，并保存备用。(2)类囊体浓度用单位体 积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。由于叶绿素可溶解于有 机溶剂，故吸取5L类囊体悬液溶于995uL的有机溶剂溶液 中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿素浓度为3g·mL,则 类囊体的浓度为3×200=600g·mL。(3)光反应产物有 O2、NADPH和ATP,暗反应消耗的产物主要有NADPH 和ATP。(4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。题图 是具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜上分布着光合色素 (如叶绿素)，在适宜光照下，这些色素能够捕获光能并将其转 化为化学能。在类囊体膜上分解水分子，产生02、和电子， 其中O,释放到细胞外，H'在类囊体腔内积累形成pH梯度，H 降低，荧光强度变弱。(5)要进行碳（骑）反应，需要各种酶和 原料C02、C 经典真题2 (1)基质C,ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物 (CH,0)中稳定的化学能(2)光照强度跑间C02浓度曲 线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH, 使暗反应速率加快，光合速率加高(3)用4C标记C02,分别 将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜“C0,浓度条 件下，定时检测C,放射性强度，比较S植株与WT的C,生成 速率 四解题思路 Rubisco C;+CO2- 叶绿体基质2℃ 40 限制因素： 35 am 报制因素： 光照滋度 S+补光 0-S 20 一T 250 300 350 胞间C0,浓度（μmam) 注：光照强度在曲线②和③中为m,在曲线① 中为n×120%】 解析：(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场 所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C,与C0 结合生成C,。在C,的还原过程中需要ATP和NADPH提供 能量，部分产物经过一系列反应形成(CH,0),这一过程中能 量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物 一学霸高考·黑 (CH,0)中稳定的化学能。(2)①②曲线的自变量是有无补光 (光照强度)，②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因 (Rubisco的含量)。据题图分析，当胞间CO,浓度低于B点 时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定C0,的 能力强，当胞间C0,浓度高于B点时，曲线②与③重合，说明 Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合 速率高于曲线②③，曲线①有较高的光照强度，因此曲线②与 ③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但 是A点之前曲线①和②重合，此时最主要限制因素是胞间C0, 浓度。胞间C0,浓度为300mol·mo'时，曲线①比②的光 合速率高的其体原因是曲线①的光照强度高，光反应速率快， 产生更多的ATP和NADPH,使暗反应速率加快，光合速率加 高。(3)研究发现，在饱和光照和适宜C0,浓度条件下，S植株 固定CO,生成C,的速率比WT更快。要验证此结论，实验思 路为：用“C标记C0,,分别将S植株与WT植株置于相同的饱 和光照和适宜“C0,浓度条件下，定时检测C,放射性强度，比 较S植株与T的C,生成速率。 巩固训练1 (1)红光和蓝紫光光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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)大于(3)c延长光照时间c、d组0，浓度不再增加，说 明℃组的光照强度已经达到了光饱和点，光合速率达到最大 值(4)升高 解析：(1)光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，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，属于 可见光。(2)植物会进行光合作用和细胞呼吸，光合作用消耗 C02产生02，细胞呼吸消耗0，产生C02。分析题图可知，光照 时间时，a组中的0，浓度小于b组，说明b组产生的0，更多， 光合速率更大，消耗的CO,更多，即a组C0,浓度大于b组。 (3)若延长光照时间c、d组O,浓度不再增加，说明光照t时间 时，c、d组的光合速率等于呼吸速率，e组的光照强度已经达到 了光饱和点，故光照：时间时，a、b、c中光合速率最大的是c 组。(4)光照t时间后，c、d组0，浓度相同，即c、d组光合速率 不再变化，c组的光照强度已经达到了光饱和点。将d组密闭 装置打开，会增加C0,浓度，并以©组光照强度继续照光，其幼 苗光合速率会升高」 口名师点睛 将植株置于密闭容器中并给子光照，植株会进行光合作用 和细胞呼吸，瓶内0，浓度的变化可表示净光合速率。a、 b,c、d组的光照强度依次增大，但c、d组O2浓度相同，说 明©点的光照强度已达到光饱和点。 巩固调练2 (1)更低与基粒类囊体相比，基质类囊体含有的光合色素较 少，吸收光的能力更弱(2)ATP和NADPH盐胁迫下，土襄 溶液浓度升高，植物细胞失水，部分气孔关闭，导致C0,吸收 减少，影响暗反应阶段CO,的固定过程：盐胁迫下，Rubisco的 活性降低，影响暗反应阶段C0,的固定过程(3)①黄化 低②Sd促进叶绿素a和叶绿素b的合成，从而提高光合作 用中光反应阶段的强度促进水稻幼苗的生长 解析：(1)叶绿体中的类囊体分为基粒类囊体和基质类囊体， 由于基粒类囊体含有较多的光合色素并且堆叠成基粒，因此， 其中含有较多的色素和较大的膜面积，因而与基粒类囊体相 比，基质类囊体的光能利用率更低，即基质类囊体含有的光合 色素较少，吸收光的能力更弱。(2)盐胁迫会导致植物叶绿体 中基粒减少，光反应诚弱，使得光合作用的光反应为暗反应提 供的ATP和NADPH减少，因而光合作用速率下降。盐胁迫还 会影响土壤溶液的浓度和植物Rubisco(CO,国定相关的酶)的 活性，据此可推测，盐胁迫下，土壤溶液浓度升高，植物细胞失 水，部分气孔关闭，导致C02吸收减少，影响暗反应阶段C02 ·生物学·06一 的固定过程，进而表现为光合速率下降：另一方面，盐胁迫下， Rubisco的活性降低，影响暗反应阶段CO,的固定过程，进而导 致暗反应速率下降，光合效率下降。(3)研究表明，外源亚精 胺(S即d)有利于维持叶绿体的完整性，从而缓解盐胁迫对水稻 生长造成的影响。本实验的目的是探究盐胁迫下外源Sd的 作用机制，则实验设计中的自变量为是否使用盐胁迫和是否用 外源S即d处理，因变量为叶绿素含量的变化。根据实验结果可 推测：①与对照组相比，NaCl组和NaCl+Spd组的水稻叶片可 能出现萎警现象和黄化现象，因为盐胁迫导致叶绿素含量减 少，且由于外源S印d有利于维持叶绿体的完整性，因此， NaC+Spd组中出现第二种现象的程度更低。②实验结果显 示，无论是正常组还是盐胁迫组，在使用外源Sd处理后，水稻 叶片中叶绿索含量均上升，因而推测外源Sd缓解盐胁迫影响 的机理可能是Spd通过促进叶绿素a和叶绿素b的合成（或抑 制叶绿意的分解)实现了叶绿素含量的上升，从而提高光合作 用光反应阶段的强度，进而提高了光合作用的效率，促进了水 稻幼苗的生长。 巩图训练3 (1)叶绿体基质增加(2)NADPH为C,的还原提供还原 剂和能量(3)缺镁组气孔相对开度降低，但细胞间C0,浓度 增加并且高于对照组，表明缺镁导致净光合作用速率下降的原 因并不是气孔相对开度(4)等量缺镁的完全培养液用无 水乙醇提取并用纸层析法分离叶片中的色素叶绿素色素带 宽度为A组>B组 解析：(1)题图1过程为卡尔文循环的过程，发生在叶绿体基 质中，A与C02反应生成B,B为C,化合物，若夏季午后光照 突然减弱，产生的ATP和NADPH减少，C,的还原减弱，但C, 的来源不变，故绿萝叶肉细胞中B的含量在短时间内会增加。 (2)B为C,化合物，C为C,的还原提供还原剂和能量，C 为NADPH。(3)由图2可知，缺镁组气孔相对开度降低，但细 胞间C0,浓度增加并且高于对照组，表明缺镁导致净光合作 用速率下降的原因并不是气孔相对开度。(4)为验证叶片变 黄是由于缺镁导致叶绿素合成诚少所致，实验的自变量为培养 液中是否含有镁元素，因变量为叶绿索的含量。实验思路及结 果如答案所示。 巩固训练4 (1)NADP C,的还原(2)增强铁氰化钾铁氰化钾被 还原为亚铁氰化钾的过程吸收了外滋电子的能量，将部分太阳 能转化为化学能(3)活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等生物 大分子，造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性下降(4)ROS 过量合成抑制D1蛋白从头合成，使得光系统PSⅡ失活；过量 ROS也可以直接使光系统PSⅡ失活(5)减少叶绿素捕获的 光能，降低植物受到的光损伤 解析：(1)由题图1可知，光反应裂解H,0释放的电子经过 一系列传递，最终被NADP接受，该过程产生的ATP和 NADPH用于卡尔文循环中的C,的还原，因此若图1中转 运NADP的转运蛋白活性降低，形成NADPH的速率变慢，对 C,还原过程的影响可能是抑制C,还原过程。(2)若某物质X 会阻断NADP'和e的结合，则e会进一步传递给O,生成 ROS,因此物质X处理植物后光抑制可能会增强：根据图1，强 光条件下植物缓解光抑制的过程中可能发生了εˉ转移，e 和NADP*结合+NADPH+转运蛋白→NADPH氧化醇 NADP和e+铁氰化钾，即图I中e的转移途径为e+ NADP→铁氰化钾，铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾的过程吸收 了外溢电子的能量，将部分太阳能转化为化学能，从而解除了 光抑制。(3)ROS破坏光系统，使植物光合速率下降，机制可 能是活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等生物大分子，造成类囊 体破杯、光合作用相关酶活性下降。(4)分析题图2，ROS过量 合成后引起光抑制的机制可能有：ROS过量合成抑制D1蛋白 一学霸高考·黑是 从头合成，使得光系统PSⅡ失活，引起光抑制：过量ROS也可 以直接使光系统PSⅡ失活。(5)当植物处于高温环境中，会通 过代谢调节过程，使叶绿素含量降低，引起叶片衰老。该过程 的积极意义是减少叶绿素捕获的光能，降低植物受到的光 损伤。 四解题关键 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，色素吸收光照，传递光能，并将 一部分光能用于水的光解生成H、e和02，e、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C02的固定，即C02 和C,结合形成两分子的C,C,利用光反应产生的NADPH 和ATP被还原。 巩固训练5 (1)光合产物（或有机物）果实(2)Rubisco酶是催化C0 固定反应的关键酶，其活性直接影响光合速率(3)果枝叶片 光合产物的合成量（或光合效率）光合产物向果实的运输效 率（或输出比例）以及果实呼吸消耗的有机物量(4)叶片（或 功能叶)相同浓度锌溶液和C大于叶片优先保留部分 光合产物用于自身代谢锌处理能显著促进光合产物向果实 运输，且Z3(0.3%)处理效果最佳 解析：(1)膨大期果实代谢旺盛，正在快速生长，对有机物需求 强烈，本实验研究的是锌对光合产物（或有机物）的运输影响， 所以是便于研究锌对C光合产物向果实运输的影响。(2)因 为Rubisco酶是催化CO,固定反应的关键酶，而CO,的固定是 光合作用暗反应的关键步骤，Rubisco酶活性直接影响CO,的 固定速率，进而影响光合作用强度，所以选择Rubisco酶活性 作为光合参数。(3)苹果果实中有机物积累量取决于果枝叶 片光合产物的合成量（或光合效率）、光合产物向果实的运输 效率（或输出比例）以及果实呼吸消耗的有机物量，叶片光合 作用合成有机物多，向果实运输的比例大以及呼吸消耗的越 少，果实有机物积累量就多。(4)根据有机物运输的“就近原 则”，为了保证单一变量，实验需保证每个果实周围保留的叶 片（或功能叶）数量相等，且该范围内所有叶片均进行相同浓 度锌溶液和C处理。观察题表中数据可知，各组叶片自留 的”C比例均大于输出比例，表明叶片优先保留部分光合产物 用于自身代谢，优先满足自身需求；各组℃输出比例有显著差 异，表明不同浓度的锌影响了光合产物向果实的运输，锌处理 能显著促进光合产物向果实运输，且Z3(0.3%)处理效果 最佳。 巩固训练6 (1)②C,→磷酸丙糖一→蔗糖(2)类囊体C02吸收减 少(3)ATP水解升高降低(4)①叶绿素的合成、光合 作用、有机物的运输和储存等②NB1中日照组 ③0.1(A+B)/Cmg·cm2·h长日照 解析：(1)在叶绿体中C、的还原反应即②过程需要光反应提 供ATP和NADPH供能以及需要NADPH提供还原剂。为马 铃薯叶片提供C02,C02是光合作用的原料，块茎中的淀粉会 含0，由题图1可知，元素0转移的路径：C02→C,→磷酸 丙糖→蔗糖→淀粉。(2)光反应的场所是类囊体薄膜，因此叶 绿体中淀粉的积累会导致类囊体薄膜结构被破坏，进而直接影 响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度，即气孔 的开放程度下降，影响二氧化碳的吸收，即二氧化碳的吸收量 下降，进而暗反应速率下降，光合速率下降。(3)由题图2可 知，在结构甲的作用下，ATP水解，H逆浓度运输至细胞外，说 明结构甲具有ATP水解酶的功能与物质运输的功能：成功导 人蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUT1的表达水平 降低，筛分子一伴胞复合体的蔗糖转运蛋白乙含量减少，叶肉 ·生物学·07一 细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少，叶肉细 胞中蔗糖积累，可溶性糖和淀粉总量升高，抑制光合作用，最终 导致块茎产量降低。(4)①本实验研究不同光周期处理对马 铃薯块茎产量的影响，最终发现长日照组叶绿素含量最高，但 只有中日照和短日照组有块茎生成，由此推断光影响的马铃薯 幼苗的代谢过程可能有叶绿素的合成、光合作用、有机物的运 输和储存，酶的合成等。②由题图3可知，对NB1品种进行 12h的中日照，处理45d与60d的差值最大.即单株产量增量 最高。③对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减 少量为Amg,此时检测的是10h的呼吸消耗；实验组10h后 检测到叶片的干物质增加量为Bmg,该值代表的是I0h有机 物的增加量（净光合量），实验叶片的面积为Ccm2,则该组的 光合速率可以表示为(A+B)÷10÷C=0.1(A+B)/C(mg· cm2·h')。若要进一步研究不同C02浓度对马铃薯叶片光 合速率的形响，为了尽量避免有机物的输出对实验结果的影 响，应该选择长日照组的植株为实验材料，因为该实验组没有 块茎生成，避免了有机物的输出。 四解题突破 分析题图1：①是光合作用的暗反应阶段的C0,的固定阶 段，②是暗反应中的C3的还原阶段。从题图中可以看出， 暗反应在叶绿体基质中进行，其产物磷酸丙猎可以在叶绿 体基质中合成淀粉，也可以被运出叶绿体，在叶肉细胞中的 细胞质基质中合成蔗糖，蔗箱可以进入液泡暂时储存起来： 蔗糖也可以通过韧皮部被运至块茎细胞，在块茎细胞内合 成淀粉。分析题图2：结构甲具有ATP水解酶的功能，同时 利用ATP水解释放的能量把H运出细胞，导致细胞外H 浓度较高，属于主动运抢；结构乙能够依靠细胞膜两侧 的H浓度差把H运入细胞，属于协助扩散，同时把蔗糖分 子也运入细胞。 题型2有关光合作用的实验分析及跨模块考查光合作用 经典真题1 (1)矿质营养H、©ˉ(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 四解题思路 质量损失率（净光合作用的负值）=呼吸作用强度-光合作 用强度（叶绿素含量）：过氧化氧酶活性↑→过氧化氢分解 速率↑→过氧化氢含量↓→过氧化氢对细胞的损伤↓。 解析：(1)西兰花球采摘后则不能吸收空气中的C02,所以导致 水和可矿质营养供应中断。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02。(2)据题图可知，三组实 验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于日光组 和红光组通过光合作用合成有机物，抑制细跑呼吸消耗有机 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，导致蒸费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)题图中，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，过氧化氢酶能将过氧化氢分解为水 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，过氧化氢酶活性最高，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。 经典真题2 (1)失水诚小(2)促进(3)干早条件下脱落酸含量升高， 一学霸高考·黑 促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够诚少蒸腾作用，保存植物体 内水分，使植物能够在干早中生存 (4)rhel 巴解题思路 说明缺失h/基因(r组)编码的蛋白质不能够 引起气孔关闭，故推测，小/基因编码的是蛋白甲 千早 相关基 脱落酸含 因表达 量上升 高度 C03 一 气孔关闭 保卫细胞液泡的 溶质转运到胞外 注：“-→”表示者略了若千步骤 高浓度C0,最 图1 终使气孔吴闭 高浓度CO,时，组气 开放度均高于wt组、h组 和hr组 口正常浓度C0, ☐高浓度C0 w组 h组 h/r组 图2 解析：(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的 渗透压降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后，C0 吸收减少，光合速率碱小。(2)r组是hc1基因功能缺失突变 体，即缺少hcl基因表达产物，wt组能正常表达hcl基因产 物。分析题图2，高浓度C0,时，wt组气孔开放度低于r组，说 明hl基因表达产物能促进气孔关闭。(3)脱落酸是植物生 长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还能促进叶 和果实的衰老和脱落。干早条件下脱落酸含量升高，促进叶片 脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分， 使植物能够在干早中生存。(4)分析题图2可知，高浓度C0 时，r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组，结合题图1分 析，高浓度C0,下蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关 闭。r组是h1基因功能缺失突变体，高浓度CO,时，r组气孔 开放度与正常CO2浓度下的野生型无显著差异，说明缺失rhc1 基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭，由此推测，hc1基因 编码的是蛋白甲。 巩固训练1 (1)叶绿体和细胞质基质(2)C,C02是光合作用的原料； C可被仪器检测(3)NADPH ATP(4)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(5)就近分配 解析：(1)卡尔文循环发生在叶绿体基质，三羧酸循环发生在 线粒体基质，虚线框内所示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”发生在叶 绿体和细胞质基质。(2)在光合作用过程中，暗反应中先发生 C02的周定，即C02与C,结合形成C,然后发生C的还原， 因此给叶片供应C02,1C02与C,结合形成C,C,被还原为 糖的反应是吸能反应，需要光反应的产物ATP和NADPH提供 能量。由于C0,是光合作用的基本原料，且5C可被仪器检测 到，故研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应”C02。 (3)光反应阶段产生NADPH和ATP,NADPH作为还原剂，且 含有化学能，“草酰乙酸/苹果酸穿梭”可有效地将光照产生 的NADPH中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为ATP的 化学能。(4)分析实验甲、乙、丙组结果可知，库源比降低，植 ·生物学·08