专题四 题型2 光合作用和细胞呼吸的影响因素分析-【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 巩固训练3(2025·北京月考)植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶(A0X)主导的交替呼吸途 径，该途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。如图1表示ATP与呼吸链对光合作用 相关反应的影响，其中iATP为细胞内ATP,eATP为细胞外ATP。请回答下列问题。 细胞外 eATP. DORN1受体幻 细胞质 0.30l 热能.iATP 信号传导 □WT□dm-1 光系统+光系统】 0.25 NADH草酰乙酸草酰乙酸，ADP阳 0.20 40X 苹果酸 苹果酸 编0.15 NADH NAD 卡尔文循环 0.10 三羧酸循环 线粒体 叶绿体 监0.05 0.00 对照 ATP SHAMSHAM+ATP 图1 图2 (1)图中所示的光系统I和光系统Ⅱ应位于叶绿体的 (结构)上。ATP和NADPH在光合 作用中的共同作用是 (2)强光环境下，植物细胞通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”途径，将过多的 转移出叶绿体，并 最终通过AOX的作用，使其中大部分能量以 形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞 内光系统的损伤。 (3)据图判断，ATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，其判断依据是 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型(WT)拟南芥 和eATP受体缺失突变体(dom-1)拟南芥为实验材料，利用交替呼吸抑制剂(SHAM)进行实验， 结果如图2所示。 ①据图2分析，在WT叶片中，SHAM处理能够引起实际光系统反应效率 ;对WT叶片 添加外源ATP可 SHAM所导致的影响：而在dom-1叶片中，SHAM处理对植物实际光 系统反应效率的影响 ②以上结果表明，eATP可通过受体DORN1对 引起的植物光系统反应效率下降进行调 控。该实验为进一步研究植物抗胁迫调节机制中呼吸链以及ATP的作用提供依据。 题型2光合作用和细胞呼吸的影响因素分析 考点觉醒 1.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 BC段（不包括B,C点） AB段弱光，光合速幸<呼吸速率 B,点以后光合速率>呼 有机物积累量，O,释 0,C0吸逢率 0,需“外援” 放量、C0,吸收量 大于光补修点的光 C0,则有剩余 C表示方法 :照，除内部利用外， 多余门，释放到外界 0C0 衣有机物或0 C0,则需“外援” 空产生量、00 固定量 0,完全来； 8 呼吸魂电 光照强度 0,与C0,完全： “外界” A 表示方法 光饱和点 0C0. C0,全部释 靠内供” 做观 黑暗环境中有机物或O 0C0 放到外界： 消托量，C0,产生量 B点为光补偿点，光合 A点无光，只进行细胞呼吸 速单呼吸速率 033 学醒高考·黑题生物学 提醒： (1)如果题干中给出的信息是叶绿体消耗C02或叶绿体产生0，的量，则该数据代表总光合速率。 (2)整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用速率大于细胞呼吸速率。 (3)叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。 2.聚焦自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体的变化曲线 (1)自然环境中一昼夜植物光合作用的变化曲线 120 20 -20 18 时到 ①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，C02释放量减少。 ②开始进行光合作用的点：b点：结束光合作用的点：m点。 ③光合速率与呼吸速率相等的点：c、h点，有机物积累量最大的点：h点。 ④de段下降的原因是气孔关闭，C02吸收量减少，h段下降的原因是光照强度减弱。 (2)密闭容器中一昼夜C0,和0，含量的变化曲线 时 图1 图2 ①光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。 ②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜 密闭容器中C0,浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。 ③若图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密 闭容器中0，浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。 实战演练 经典真题光反应、暗反应的物质变化和能量变化：影响光合作用的因素)(2025·陕晋青宁卷)叶绿体中 R酶既能催化C02固定，也能催化Cs与02反应，C02和02两种底物竞争R酶同一活性位点：线粒 体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图()。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影 响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如 图(b)。回答下列问题。 034 类型一细胞代谢题学丽 CO 叶绿体 保卫细胞 植株S 5 0 CO. 孩球 B酶 0 C+C 2C 0 保 01 500 1000 气孔 光照强度m·m2·等 竹真酸 过氧化 HCO. 物酶体C0 胞 02 植棘S 甘氨酸 圈酸 CO. 0.4 可溶性 线粒体 糖等溶质 植株W 0 0 叶肉 500 1000 Co. 胞 光照强度μm·m2· 图a 图 (1)R酶催化CO,固定的场所是叶绿体的 产物C,在光反应生成的 参与下合成 糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶 表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W,原因是 (3)保持环境中C02浓度不变，当02浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 (填 “增大”或“减小”)：相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度 (填“大”“小”或“无 法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预 期结果： 10 巩固训练1(2024·广东卷)某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门 通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草 本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光 合速率及水质净化能力见图。 米①金鱼藻。②黑藻+③若草 1001 口总氨口总磷☐总茶量 C201 80 15 10 40 20 500100015002000 光照强度/(mlm23,s) ①D金鱼藻②黑藻 ③苦草 图a 图h 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用 合成的有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。 035 学醒高考·黑题生物学 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依 次是 其原因是 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径（浓缩C0,形成高浓度C4后，再分解成 C0,传递给C,),使其在C0,受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力 较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组： 实验组：黑藻 控制光照强度为 mol·m2.sJ 实验条件 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需 及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施： 巩固训练2(2025·广东汕头期中)夏季栽培过程中，番茄经常面临高温和强光的双重胁迫，导致果 实产量和品质下降。PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，其中D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。 在亚高温强光(HH)条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白，从而影响植物的光合作用。为研究HH条 件对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件的处理，实验结果如图1所示。此外，在 自然条件下，番茄叶片的总光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图2所示。请回答下列相关 问题： 相对值 口气孔开度 ↑代谢连率 400 回胞间CO,浓度 300 ☒RuBP羧化酶活性 200 呼吸速率 100 总光合速率 0 对融组 HH组 cd 温度 图1 图2 (1)PSⅡ主要分布在叶绿体的 色素捕获光能后将光能转化成 中的化学能，驱动 暗反应过程。提取色素的原理为 提取色素的试剂无水乙醇可以用体积分数 95%的乙醇加入适量 来代替。 (2)据图1可知，在HH条件下，过剩光能产生的原因是由 (填“气孔”或“非气孔”)因素引 起，判断依据是 036 类型一细胞代谢题学丽 (3)据图2分析，在温度为d时，该植物体的干重会 (填“增加”“减少”或“不变”)，原因是 巩固训练3(2025·河南月考)科研人员为了提高紫花苜蓿的净光合速率，将同一批次、长势一致的 紫花苜蓿随机均分成3组，即CK、T,和T2,分别在不同程度控水处理7天后、复水5天后，测量各组 的净光合速率、气孔导度（气孔开启程度）和叶绿素总量，结果如下图所示。回答下列问题： 0.6 口CK:供水组 0.5 1.2 ☐T:轻度千早胁迫 21 0.9 图T:重度千早胁边 06 复水5天：表示控水处理7天 后正常供水5天 7 控水7天复水5 控水7天复水5天 拉水7天复水5 图1 图2 图3 (1)紫花苜蓿的类胡萝卜素在红光区 (填“有”或“没有”)吸收波峰。光合色素中，只有少 数叶绿素a分子具有转化光能的作用，菟丝子（通体呈黄色或褐色）有光合色素，但不能进行光 合作用，从光合色素角度分析，原因可能是 (2)干旱胁迫会激发细胞产生活性氧(R0S),从而破坏生物膜结构，据此分析，T2组复水5天后净光 合速率仍然较低，推测其原因可能是 (3)根据实验结果分析，对紫花苜蓿进行 处理，可提高其净光合速率，提高的 作用机制是 (4)研究发现，紫花苜蓿经干旱胁迫后，其根细胞内溶质微粒总数会升高，该“升高”的意义是 巩固训练4(2025·广东湛江二模)为研究草莓去果对叶片光合速率的影响，科研人员选取生理状态 接近的草莓植株，待长出6个果时开始处理：留5个果和不留果。一段时间后，测定两组草莓的净光 合速率(P)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(C),实验结果见下图。请回答： 一◆一留5个果一◇一不留果△一光合有效辐射PAR】 12 2000 -0.16r 210 0.14 450 1500 400 8 20.12 1000 年0.10 0.0g 250 2 500 ● 200 种群密度M 6g 800 o46 时刻 时刻 时刻 图2 图3 (1)12:00时叶肉细胞光合作用利用的二氧化碳的来源有 (2)结合图1、2、3分析，与a点相比，b点时刻光合速率下降的主要原因是 037 学醒高考·黑题生物学 O一A组 0.92 1.5 0.90 1.4 0.88 =0.86 1.2 0.84 0.82 0.9 0.80 时刻 时刻 图4 (3)已知光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能形式散失、以荧光的形式发光。由 光合作用引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭(qP),由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化 学淬灭(NPQ),NPQ可以避免光系统损伤。科研人员研究了留5个果组和不留果组qP和NPQ 随时间的变化，结果如图4。 ①结合图1和图4分析，上图中的B组是 (填“留5个果组”和“不留果组”)，判断 依据是 0 ②根据实验结果可知，对于采摘过果实的草莓植株应进行 处理。 (4)基于以上实验，关于草莓去果影响叶片光合速率的生理机制，尝试提出一个新的研究问 题： 巩固训练5(2025·安徽模拟预测)黄芪具有益气等功效，能够调节血糖以及控制血糖水平，适合糖 尿病患者使用。研究人员对黄芪叶片的光合特性展开研究，为提高黄芪的产量提供参考，实验过程 中呼吸速率不变，结果如图，图中气孔导度表示气孔张开的程度。回答下列问题： ·净光合速率女胞问C0,浓度0气礼导度 0.05 2.5 500 0.04 00 三0.03 0.02 200 0.01 05 100 0H00180500100015001700 光照强度八μmm2·s (1)已知当光照强度为20umol·m2·s1时，图中的净光合速率为0，若光照强度长期维持在 20umol·m2·s1,黄芪植株的千重会 (填“增加”“不变”或“减少”)，原因是 (2)若通过测定叶片对一定波长光的吸收值，来初步评估叶片中叶绿素的相对含量，则应使用产生 (填“红光”“蓝紫光”或“红光和蓝紫光”)的LED光源照射叶片。 (3)光照强度为100~180mol·m2·s时，气孔导度增加直接影响光合作用的暗反应阶段，导致 为光反应阶段提供的 增加。当光照强度为1400~1700mol·m2·s时，黄芪气孔 导度迅速下降，原因可能是 ;同时黄芪的净光合速率也迅速下降，可能的 原因是 (答出1点即可)。 038细胞质基质、线粒体基质。(3)由题图1可知，在线粒体中进 行光呼吸的过程中，也会产生C02,因此植物光合作用C0,的 来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸，细胞呼吸。7~10 时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸 的相关基因，导致光呼吸速率降低，与O,反应的C,减少，更多 的C,作为原料参与C0,的周定.因此与WT相比，株系1和2 的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼 吸速率为光照强度为0时C0,的释放速率，题图3的横坐标为 C0,浓度，因此无法得出呼吸速率，故据题图3中的数据不能 计算出株系1的总光合速率。(4)由题图2、题图3可知，与株 系2和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 巩固训练1 (1)周定C0 (2)叶绿体基质都消耗了氧气，放出二氧化 碳(3)大于光呼吸(4)大于光合色素的含量，酶的活 性和数量等(5)C,开始时，两株植物的光合作用大于呼吸 作用.容器中CO浓度下降，随着CO,的浓度下降至B点时， C,植株净光合作用速率为0，植株停止生长，而C:植物能够继 续生长 解析：(1)根据题图1，C,植物体内PEP的作用是固定CO,该 过程发生在细胞质基质中。(2)根据题干所给R醇的作用是 “催化C,与CO2反应”，而C,存在于叶绿体基质中，所以B酶 的存在场所是叶绿体基质：光呼吸与细胞呼吸的相同之处是都 消耗氧气，释放出二氧化碳。(3)在相同的高温、高光照强度 环境下.C,植物的光能转化为糖类中化学能的效率比C,植物 几乎高2倍，则说明P酶与CO,的亲合力大于R酶.能够将更 多的C0,周定下来，再通过苹果酸定向运输和转化，提高了维 管束鞘细胞中C0,浓度，提高了光能转化效率。高浓度C0: 与02竞争R酶的过程中占优势，抑制了光呼吸过程。(4)题 图2中C0,浓度为B点时.C:植物CO,吸收速率为零，整个植 株的光合作用强度等于呼吸作用强度，植株中只有叶肉细胞能 够进行光合作用，故叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强 度：C点之后，C3和C,植物均达到了C0饱和点，可能是受暗 反应所需ATP、NADPH限制.也可能是暗反应过程所需酶已饱 和，或酶的活性限制了光合作用，此时影响C:植物和C4植物 C0,吸收速率的内因有光合色素的含量、南的活性和数量等 (5)将两种植物各一株共同置于同一密闭容器中，开始时，两 株植物的光合作用大于呼吸作用.随着实验的进行，C0,浓度 逐渐降低，当C02浓度降低至B点时，C,植物光合作用强度等 于呼吸作用强度，植株停止生长，此时C,植物C0,吸收速率大 于零，植株仍可生长，因此C,植物先停止生长 巩固谓练2 (1)②3③③④(2)上升>(3)丁右上方(4)光照和 黑暗间隔时间短.暗反应充分利用光反应产生的ATP和 NADPH,合成更多的有机物(5)S 解析：(1)分析题图1可知，①过程为光合作用的暗反应，消 耗ATP和[H]:②过程为有氧呼吸第一，二阶段，有氧呼吸第 一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和少量[H]及少量ATP,第二阶 段丙铜酸和水反应产生二氧化碳和大量[日]及少量AT甲：③过 程为光合作用的光反应，光反应阶段水的光解产生O,、H、e 同时生成[H](NADPH)和ATP。所以①~3过程能产生[H] 和ATP的过程是②③：③光合作用光反应阶段在叶绿体类囊 体薄膜上进行，④有氧呼吸第三阶段在线粒休内膜上进行，所 以在生物膜上进行的生理过程是③④。(2)如果在题图2的 乙处突然停止光照.光反应停止，不再产生[H]和ATP,C的 还原受阻，而二氧化碳周定形成C,的过程不受影响，所以短时 间内叶绿体中C,的含量上升。在乙光照强度下，整个植物的 C0,吸收速率为0，此时叶肉细胞的光合作用强度要大于呼吸 作用强度，因为对于整个植物来说，还有一些细胞只进行呼吸 作用不进行光合作用，只有叶肉细胞光合作用强度大于呼吸作 用强度，才能使整个植物的CO,吸收速率为0。(3)用大棚种 植蔬菜时，为了获得最大的光合产量，白天最好控制光照强度 为图2中的丁点对应的光照强度，因为丁点是光饱和点，此时 一学霸高考·黑 光合速率达到最大。施加有机肥可以增加C0,浓度，CO,是光 合作用的原料，CO,浓度增加会使光合速率增大，导致丁点向 右上方移动。(4)光照时产生的ATP和[H]在黑暗时被用于 暗反应。先光照6h后黑暗6h,在较长时问的黑暗中，光合作 用产物的积累会因为缺乏光反应产生的ATP和[H]而受限 而先光照5s后黑暗5s、间隔进行总时长也是12h,光反应产 生的ATP和[H]能更及时地被暗反应利用，在黑暗的5s内 之前积累的ATP和[H]还能维持暗反应短时间进行，使得有 机物积累相对更多。(5)当光照强度为0kx时.植物只进行 呼吸作用，此时二氧化碳吸收速率为负值，其绝对值代表呼吸 速率。叶片甲的呼吸速率为5，叶片乙的呼吸速率为4。不同 光照强度下，植物的总光合速率（即叶绿体的二氧化碳固定速 率)=净光合速率（表格中二氧化碳吸收逸率）+呼吸速率。当 光照强度为1kx时：叶片甲的总光合速率=1+5=6，叶片乙的 总光合速率=1.5+4=5.5：当光照强度为3kx时：叶片甲的总 光合速率=5+5=10，叶片乙的总光合速率=5+4=9：当光照强 度为5kk时：叶片甲的总光合速率=13+5=18，叶片乙的总光 合速率=14+4=18。从上述计算可知，当光照强度为5kx时， 甲、乙两叶片中叶绿体的二氧化碳固定速率相等 解题关键 题图1中的物质变化可知：过程①表示暗反应，②表示有氧 呼吸第一，二阶段、③表示光反应、④表示有氧呼叹第三所 段。光合作用光反应和暗反应的场所分别为：类乘体薄膜 叶绿体基质：有氧呼吸三个阶段的场所分别为：细胞质基 质、线粒体基质、线粒体内膜；图2中甲点只进行呼吸作用 乙点为光补偿点，丁点为光饱和点及对应的净光合速率。 巩因训练3 (1)类囊体（薄）膜为C的还原提供能量(2)NADPH热 能(3)eATP需要与细胞膜上的DORN1受体结合后才能微 发细胞内的信号转导(4)①降低缓解不明显②交替 呼吸（途径）抑制 解析：(1)题图1中所示的光系统【和光系统Ⅱ能利用光能， 完成信号传导，是光反应过程，应位于叶绿体的类囊体（薄）膜 上：ATP和NADPH在光合作用中的共同作用是可参与暗反应 过程，为C?的还原提供能量。(2)结合图1可知.强光环境下 植物细胞通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”途径，将过多的 NADPH转移出叶绿体，并最终参与AOX主导的交替呼吸途径 过程，使其中大部分能量以热能散失，从而有效缓解强光对植 物细胞内光系统的损伤，起到了保护叶绿体结构的作用 (3)据图1可知.eATP需要与（细胞膜上）的DORN1受体结合 后才能激发细胞内的信号传导，据此推测4TP最可能是作为 一种信号分子调节植物的光合作用。(4)为探究ATP对植物 光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型(WT) 拟南芥和eATP受体缺失突变体(dom-1)拟南芥为实验材料， 利用交替呼吸抑制剂(SHAM)进行实验，结果如图2所示。 根据图2可知，在WT叶片中，与对照组相比，SHAM处理能 够引起实际光系统反应微率降低：对比对照组，SHAM和 SHAM+ATP组别可知，实际光系统反应速率是对照组> SHAM+ATP组>SHAM组，说明对WT叶片添加外源ATP可缓 解ASHA所导致的影响：而在dom-1叶片中，对照组、SHAM 和SHAM+ATP组的实际光系统反应速率差别不大，说明 SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的 影响不明显。②本实验是以不同的拟南芥为材料，利用SHA川 进行实验的，上述实验结果表明.eATP可通过受体DORNI对 交替呼吸（途径）抑制引起的植物光系统反应效率下降进行 调控。 题型2光合作用和细胞呼吸的影响因素分析 经典真题 (1)基质ATP,NADPH(2)植株S保卫细胞中G酶表达量 提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放C0、用于光合作用，从 而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物 ·生物学·10一 保卫细胞吸水，气孔开度增大，C0,吸收加快，暗反应速率加 快(3)诚小小(4)实验思路：以野生型植株W为参照， 构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建G酶表 达量仅在保卫细胞中减少的植株（假设为T),作为实验组，在 相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净 光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W,植株S 净光合速率大于植株W 解题思路 0 保卫也 跨作月 R路 /3 C合成形 + 2 0 0保 成生氢酸 H 卫 !气孔大小 C跨作则 世 气内 17影响和 0如 克内0 甘美数移成炮东 院G滚度 雅注程中会产生 买 甘我 l,这可水 线粒杯 等露货 与R醉馆化村墙 叶阁 反总过程 0。】 疤 解析：(1)叶绿体中R酶催化CO,固定，二氧化碳固定属于暗 反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C:在光反应生 成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP 可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。(2)结合题 图和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶 表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放C0,用于光合作 用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度， 植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，C0,吸收加快，暗反应速率 加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。(3)叶 绿体中R醇既能催化C0,固定，也能催化C、与O,反应.C0 和0，两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中C0,浓度 不变，当0，浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的 能力减弱，暗反应速率减小，因此植株S的净光合速率诚小。 相较于植株W,植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利 于C0,的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小 (4)为探究保卫细胞中G前对植物光合作用的影响.以野生型 植株W为参照，构建G裤表达量仅在保卫细跑中增加的植 株S,还需要补充的一个处理组是构建G酶表达量仅在保卫细 胞中减少的植株（假设为T),实验思路是以野生型植株W为 参照，构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建G 酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T,作为实验组，在相同 且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合 速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期 结果是植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于 植株W 巩固训练1 (1)呼吸作用消耗(2)③②①最大光合速率对应光照强度 依次升高(3)①（金鱼藻）除藻率高，②（黑藻）除氮率高。 3(苦草)除磷率高(4)金鱼藻500。二氧化碳浓度较低且 相同氧气释放量(5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的 光照强度：合理引入以沉水植物周落叶片为食物的生物 解析：(1)由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用 合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不 足以维持生长，最终衰退和消亡。(2)据题图a分析，3种草本 沉水植物最大光合速率对应光照强度依次升高，因此生态恢复 后，该湖泊形成了以题述3种草本沉水植物为优势的群落垂直 结构.从湖底到水面依次是32①。(3)据题图山分析，金鱼 藻除藻率高，黑藻除氨率高，苦草除磷率高，三者配合能高效地 去除氯、磷和藻，能实现综合治理效果。(4)本实验的自变量 是植物种类，即黑藻、金鱼藻，因此对照组是金鱼藻。无关变量 应该保持相同且适宜，黑藻在光照强度为500mdl·m2·s 时光合速率最强，因此控制光照强度为5004mal·m2·。'。 一学霸高考·黑 实验目的是验证碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓 度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放 氧气的量。(5)目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉 水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片调落，需 及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉 水植物的光照强度：合理引入以沉水植物调落叶片为食物的 生物。 四名师点睛 分析题图a,可知一定范围内光照强度增大，三种植物的光 合速率增大，光照强度超过一定范围，三种植物的光合速率 均减小。分析题图b,可知金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定 程度上去除氮、磷和藻。 巩固训练2 (1)类囊体薄膜ATP和NADPH色素能够溶解在有机溶剂 中无水碳酸钠(2)非气孔HH条件下，气孔开度降低，但 胞间C0,浓度却升高(3)诚少温度为d时，植物叶片的总 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 用仍消耗有机物，使植物体的干重域少 解析：(1)光合色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，PSⅡ是 一种光合色素和蛋白质的复合体，因此PSⅡ主要分布在叶绿 体的类囊体薄膜上。光能被光合色素捕获后，将水分解，同时 用于合成ATP和NADPH,将光能转化成ATP和NADPH中的 化学能，驱动暗反应。提取色素的原理为绿叶中的色素能够溶 解在有机溶剂中。提取色素的试剂无水乙醇可以用体积分数 95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替。(2)分析题图1可 知：与对照组相比，亚高温强光(HH)条件下气孔开度降低，但 胞间C0浓度却升高，说明过剩光能产生的原因不是气孔因 素引起的，而是由非气孔因素引起，即RuBP羧化酶活性下降， 使C,的合成速率下降，造成光反应产物积累，进而使光能转化 效率降低，导致光能过剩，对植物造成危害。(3)题图2为香 茄叶片的总光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势。在温度 为d时，该植物体的干重会诚少，究其原因是在温度为d时，该 植物叶片的总光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞 不进行光合作用仍消耗有机物，使植物体的干重减少。 四解题关键 光合作用全过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应和 暗反应的区别和联系如下表： 光反应阶段 暗反应阶段 进行场所 叶绿体类囊体海膜 叶绿体基质 所需条件 光、色素，酶 薛、NADPH、ATP 水的光解：H,O C0,的固定：C02+C 光0，+F+e, +2C NADPH 物质变化 H'+NADP'+e C,的还原：C ATP →NADPH →(CH,0)+C ATP的合成： ATP的水解：ATP→ ADP+Pi-→ATP ADP+Pi 能量转换 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能，有 机物中稳定的化学能 巩固训练3 (1)没有菟丝子通体呈黄色或褐色，不含叶绿素，没有转化 光能的能力(2)重度干早胁迫下，叶绿体类囊体薄膜等相关 结构可能遭到破坏(3)轻度干旱胁迫7天后，再进行正常供 水5天正常供水5天后，T,组气孔导度增大，从外界吸收更 多的CO,促进暗反应的进行：T,组叶绿素总量升高，促进光反 应的进行(4)根细胞内溶质微粒总数升高，使根细胞的细胞 液渗透压上升，增强植物的吸水能力，有利于抗早 解析：(1)类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区没有吸收波 ·生物学·11一 蜂。叶绿素在光合作用的光反应中起着吸收、传递和转化光能 的关键作用，菟丝子通体呈黄色或褐色，不含叶绿素，没有转化 光能的能力，因此菟丝子体内含有光合色素，但不能进行光合 作用。(2)干旱胁迫激发细胞产生活性氧(ROS)破坏生物膜 结构，而叶绿体的类龚体薄膜是光反应的场所，T,组是重度干 早胁迫，复水5天后净光合速率仍然较低，可能是因为活性氧 破坏了叶绿体类囊体薄膜结构，使得光反应无法正常进行。 (3)从题图1中可以看出，T,组（轻度千早胁迫）在复水5天后 净光合速率高于CK组（供水组），所以对紫花首蓿进行轻度干 早胁迫7天后，再正常供水5天，可提高其净光合速率。分析 题图2和图3可知，轻度干早胁迫后复水5天，气孔导度增大， C0,吸收量增加，促进暗反应的进行，同时叶绿素总量增加，行 利于光反应的进行，从而提高净光合速案。(4)紫花首落经干 早胁迫后，其根细胞内溶质微粒总数升高，会使细胞液浓度增 大，细胞的吸水能力增强.有利于植物在干早环境中吸收水分 巩固训练4 (1)叶肉细胞有氧呼吸产生的C0,和从外界环境中吸收的 C0,(2)气孔导度下降导致胞间二氧化碳浓度下降，暗反应 原料藏少(3)①不留果组B组gP较低，光合色素吸收的 光能更多地用于NPQ②适当遮光(4)去果导致的“库“减 少是否通过蔗糖积累引发反馈抑制？（或去果处理是否羽拉 光合相关基因的表达？或去果后，叶片中细胞分裂素、生长素 或脱落酸的求度如何变化？这些激素是否介导了光合速率的 调整？) 解析：(1)12：00净光合速率大于0.因此植物光合速率大于呼 吸速率，光合作用利用的二氧化碳有两个米源，分别是叶肉细 胞有氧呼吸产生的C0,和从外界环境中吸收的CO,。(2)结 合题图1、23的数据分析.与a点相比，b点时刻光合速率下降 的主要原因是气孔导度下降导致胞间二氧化碳浓度下降，暗反 应原料减少。(3)由题图1可知，不留果组的净光合速率较 低，结合题干信息“由光合作用引起的荧光淬灭称之为光化学 淬灭(qP)”,分析题图4中的数据可知，B组gP较低，光合色素 吸收的光能更多地用于NPQ,所以B组是不留果组。不留果组 中光合色素吸收的光能更多地用于NPQ,因此需要对其适度 遮光，避免过剩的光能过度损伤光系统。(4)题目是针对“草 莓去果对光合速率影响的生理机制”这一研究，从净光合速率 和光能的去向等指标比较了去果和留果的区别，进一步的研究 可以深入生理机制与调控方面。 巩固训练5 (1)减少题干是指叶片的净光合速率为0，而黄芪植株其他 部位例如根部不能进行光合作用，只进行呼吸作用消耗有机 物(2)红光(3)ADP,Pi、NADP光照过强.温度过高导 致气孔关闭以减少水分流失光照过强导致光抑制现象，光反 应速率下降 解析：(1)题图是研究人员对黄芪叶片的光合特性展开研究的 实验结果，已知当光照强度为20ol·m2·s时，题图中的 净光合速率为0.若光照强度长期维持在20dl·m2·s 黄芪植株的干重会减少，因为净光合速率为0只表示叶片的光 合作用产生的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等，而叶片无 法积累干重为黄芪植株的其他生理部位提供有机物，例如根部 只进行呼吸作用消耗有机物。(2)通过测定叶片对一定波长 光的吸收值，来初步评估叶片中叶绿素的相对含量，应使用产 生红光的ID光源照射叶片，因为红光主要被叶绿素吸收，叶 绿素和类胡萝卜素均可以吸收蓝紫光。(3)气孔导度增加会 增加二氧化碳的吸收量，直接影响光合作用的暗反应阶段，例如 暗反应阶段二氧化碳的固定过程加强，导致为光反应阶段提供 的ADP Pi,NADP增加，当光照强度为14O0-17004mml· m2·s时，黄芪气孔导度迅速下降，原因可能是光照过强，温 度升高，导致气孔大量关闭以减少水分流失.同时黄芪的净光 合速率也迅速下降，原因不会是气孔导度下降引起的二氧化碳 吸收诚少，因为此时胞间二氧化碳浓度是上升的，可能的原因 是光照过强导致光抑制现象，光反应速率下降 一学霸高考·黑 类型二遗传题 专题·遗传的基本规律和应用 题型1两对及两对以上等位基因的遗传 经典真题1 (I)AB、Ab、aB、山6(2)AABB和aBB黑眼：黄眼= 8:1(3)AaBB和aaBB、AaBh和aBB,AaBB和aBh、Aabh 和aaBB(4)(i)黑眼：黄眼：白眼=12：15t58 (ii aabbx"x"aabbx"x"(i)3 200 巴解题思路 某昆虫眼睛的颜色的性状与基因型的关系 性状 黑眼 黄眼 白眼 基因型 A B aabb 解析：(1)组别①F,表型比例为12：3：1，为9：3：3：1的变 式，可知，F,的基因型是Aa劭，产生的配子基因组成为 AB、Ab,B、ah。已知黄限基因B对白眼基因b为显性，基因A 存在时，眼色表现为黑色，基因a不影响B和b的作用.F,黑 眼个体基因型有1AABB、2AABh,2AaBB、4AaBh、1AAbh 2Abh,共6种。(2)组别②亲本黑眼和黄眼杂交子一代为黑 眼.子二代黑眼：黄眼=3：1，可知黑眼子一代为单杂合 子AaBB,故亲本黑眼和黄眼的基因型为AABB和aaBB。F,中 黑眼个体13AABB、2/3AaBB随机杂交，产生配子为2/3AB、 1/3aB.后代基因型及比例为AABB:AaBB:BB=4:4:1 故后代表型及其比例为黑眼：黄眼=8：1。(3)组别③的亲本 黑眼和黄眼杂交子一代为黑眼：黄眼=1：1，故亲本基因型组 合可能有AaBB和aaBB、AaBh和aBB、AaBB和aBh、Aahh和 aaBB。(4)(i)aaBBX"X'和AAbbX“0的亲本杂交，F,基因 型为AaBbX"X和AaBbX'O,雌雄相互交配产生F2,由于H抑 制A基因的作用，故基因型为AX"X,AX“O不能表现黑色， 常染色体基因型有1AABB、2AABh、2AaBB、4AaBh 1AAbb、2Aabb、1aaBB,2aaBh、1aabb,性染色体基因型为 1X“X1X“0、1X0,1XX,组合后，黑眼：黄眼：白眼=12： 15:5。F2中白眼个体基因型有AAbbX"X、AAbbX"0 AabbX"X、AabbX"O、aabbX"X、aabbX"O、abbX"O、bX"X 共8种。(i)E,白眼雌性个体基因型为AAbx"X,AabX“X、 bbX"X、abbX"X,用测交，即与aabbX"O杂交，AAbbX"X测 交后代白眼：黑眼=1：1，AabX"X测交后代白眼：黑眼= 3:1,由于abbX"X,aabbX"X测交后代都是全白眼，故这两种 基因型不能区分。（ⅲ）若要从F,群体中筛选出100个纯合黑 限雌性个体，即1/64 AABBX"X,1/64 AAbbX"X.即F,群体中 纯合黑眼雌性个体占1/32，由于雌雄性别比例为1：1，理论上 F,的个体数量至少需有3200个 经典真题2 (1)自由组合1/3(2)增添下降(3)MmRr(或 MmRrTt)51/90(4)对实验2中F,个体的喙色和羽色 进行调查统计F,中黑喙灰羽：花喙黑羽：黑喙白羽：黄喙 白羽=6：3：3：4 解析：(1)由题干信息可知，该家禽喙色由基因M/m和T/1共 同控制，实验1的F,中喙色表型有三种，比例为9：3：4.是 9:3:3:」的变式，表明F,产生的雌，雄配子各有4种，且比 例相同，受精时雌、雄配子结合方式有16种。因此，家腐喙色 的遗传遵循自由组合定律。F,中花喙个体（有黑色素合成）的 基因型有两种，分别为MMt(116)和Mmt(2/16),其中纯合 体MMt占比为1/3。(2)由实验1结果可知，针对M/m基因位 点，P,基因型为MM,P,基因型为mm,对P,的M基因PCR扩 增后产物大小约为1200p,而P,的m基因大小约为7800bp 推测M基因发生了碱基的增添而突变为m基因。当M基因 突变为m基因后，其调控的下游基因表达量明显下降，最终影 响了黑色素的合成。(3)由题干信息可知，该家禽羽色由基 因M/m和R/r共同控制，实验2的F,中羽色表型有三种，比 ·生物学·12一