第2单元 第15讲 影响光合作用的因素及应用(Word学案)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

该高中生物学高考复习学案聚焦“影响光合作用的因素及应用”核心考点，整合实验分析与模型分析两大模块，按课标要求构建“实验变量控制-单因子模型解读-多因子综合应用”的知识网络，通过问题链（如番茄生理活动分析）和任务驱动（如实验流程优化）引导学生自主梳理光照、CO₂浓度等因素对光合速率的影响机制，体现知识点的系统性与层次性。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养，如开篇设置辨易错（判断叶片排气等）和练表达（叶片上浮原因分析），结合高考真题设计进阶练习，培养科学探究与模型分析能力。每个考点配“名师点睛”方法指导和错题归因表，帮助学生自主诊断薄弱环节，教师可通过学情数据实施分层教学，支持个性化复习。

第15讲　影响光合作用的因素及应用 课程标准解读 知识网络概览 【课标要求】 1.探究光照强度、CO2浓度等因素对光合作用强度的影响。 2.关注光合作用与农业生产及生活的联系。 【能力要求】 1.理解能力:运用模型与建模的方法分析影响光合作用的因素对光合作用的影响。 2.科学探究能力:探究环境因素对光合作用速率的影响。 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响——实验分析 精梳　攻教材 1.光合作用强度: (1)概念:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (2)表示方法:用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 2.探究·实践: (1)原理: (2)实验变量: 变量 变量控制 自变量 光照 强度 通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小 因变量 光合作用强度 通过观测单位时间内圆形小叶片上浮的数量来衡量光合作用强度 无关变量 温度、CO2浓度、叶片大小、溶液的量等保持一致 (3)实验流程: (4)实验结果:光照越强,单位时间内烧杯中圆形小叶片浮起的数量越多。 (5)实验结论:一定范围内,随着光照强度的不断增强,光合作用强度不断增强。 【名师点睛】 3种变量的控制 (1)自变量的控制:还可用不同功率的光源放置相同的距离控制不同的光照强度 (2)无关变量的控制:LED灯会产生热量,欲避免光照对烧杯内水温产生影响,可在台灯和盛有圆形小叶片的烧杯之间放一盛水的玻璃柱,该玻璃柱可以吸收灯光的热量。 (3)因变量的控制:还可以通过观测浮起相同数量的圆形小叶片所用的时间来衡量光合作用强度。 【自测强化】 1.辨易错 (1)使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。(√) (2)实验中可以用O2释放量作为观测指标。(×) 分析:O2释放量反映光合作用与细胞呼吸的差,不能作为观测影响光合作用的指标。 (3)实验中拉动注射器活塞是为了使圆形小叶片内的气体逸出。(√) (4)在探究光照强度对光合作用强度的影响中,增加光照强度或温度,都能明显缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。(×) 分析:当达到光饱和点后,增加光照强度不会缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。提高温度,则会增加圆形小叶片上浮至液面所用的时间。 (5)将沉到水底的圆形小叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用的目的是消耗叶片内原有的有机物。(×) 分析:将沉到水底的圆形小叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用的目的是防止实验前光照对圆形小叶片的影响,不是消耗有机物。 (6)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中,能直接测定出其真正光合作用速率。(×) 分析:在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中,无法排除细胞呼吸的影响,因此不能直接测定出其真正光合作用速率。 2.练表达(必修1 P105“探究·实践”) (1)探究环境因素对光合作用强度的影响实验中叶片上浮的原因是光合作用产生的氧气会在叶片的细胞间隙处积累,导致浮力增大。 (2)该实验中,若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢,原因是NaHCO3溶液浓度过高会导致叶肉细胞失水,光合作用速率减慢。 精练　提能力 1.(2025·南充模拟)某实验小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于等体积不同浓度的NaHCO3溶液中,给予相同强度的适宜光照,记录叶圆片上浮的时长,如图所示,下列叙述错误的是(　　) A.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 B.本实验也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量 C.若继续增大NaHCO3溶液浓度,叶圆片上浮所需时长会继续缩短 D.若想探究光照强度对光合作用的影响,可通过调节光源与烧杯的距离实现 【解析】选C。当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时,叶圆片上浮,叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率,A正确;本实验是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度),也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量,B正确;若继续增大NaHCO3溶液浓度,叶细胞会因过度失水而死亡,C错误;通过调节光源与烧杯的距离可代表光照强度的强弱,D正确。 2.(2025·信阳模拟)研究人员为进行相关探究,设计了以下实验装置,基本使用过程如图所示。甲基蓝结晶使溶液呈蓝色,其对浓度的影响忽略不计。若a管溶液浓度小于b管,则蓝色液滴上浮;反之,则蓝色液滴下沉;若相等,则蓝色液滴位置不变。下列说法正确的是(　　) A.科研人员的实验目的可能是比较不同植物种类叶圆片的细胞液浓度大小 B.若蓝色液滴上浮,则光学显微镜下能观察到叶圆片细胞中细胞液的绿色变深 C.若将装置中的蔗糖溶液换成硝酸钾溶液,当叶圆片细胞质壁分离又复原时,蓝色液滴位置不变 D.若将a管中液体换成适宜浓度碳酸钠溶液,通过观察叶圆片上浮的数量可以探究光照强度对光合作用强度的影响 【解析】选A。根据题干信息“若a管溶液浓度小于b管,则蓝色液滴上浮;反之,则蓝色液滴下沉;若相等,则蓝色液滴位置不变”可知,本实验可以根据蓝色液滴的位置判断不同植物种类叶圆片的细胞液浓度大小,A正确;蓝色液滴上浮,则a管溶液浓度小于b管,说明叶圆片中的叶肉细胞失水使a的浓度降低,因此叶肉细胞失水,但叶肉细胞的液泡是无色的,B错误;若将装置中的蔗糖溶液换成硝酸钾溶液,当叶圆片细胞质壁分离后又自动复原时,细胞液浓度大于外界溶液浓度,会吸收水分,导致a的浓度升高,蓝色液滴下沉,C错误;若将a管中液体换成适宜浓度碳酸氢钠溶液(而不是碳酸钠溶液),通过观察叶圆片上浮的数量可以探究光照强度对光合作用强度的影响,D错误。 【加固训练】 (2025·武汉模拟)某研究小组利用西林瓶、胶塞、带有红色液滴指示的静脉输液器针头,探究不同环境因素对植物光合作用强度的影响。下列相关叙述正确的是(　　) A.本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响 B.探究不同温度对光合作用强度的影响,可在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验 C.本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离可以间接代表该植物的总光合作用强度 D.利用此装置进行探究实验时,必须将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致 【解析】选A。影响光合作用强度的环境因素有光照、温度、二氧化碳浓度等,本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响,A正确;探究不同温度对光合作用强度的影响,需要使得温度为单一变量,在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验,除了温度不同,光照强度也是不同的,B错误;本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离表示的是氧气的释放量,即代表该植物的净光合作用强度,C错误;利用此装置进行探究实验时,无须将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致,实验过后红色液滴的刻度与实验初始时红色液滴的刻度之差即代表氧气的释放量,D错误。 考点二　探究环境因素对光合作用强度的影响——模型分析 【精研　强思维】 【思维探究】 番茄的维生素含量丰富,深受大众喜爱。某生物兴趣小组研究了番茄植株的有关生理活动,如图A、B、C过程所示。 (1)(生命观念)番茄植株根细胞吸收的水分主要用于图中的哪种生理过程? 提示:B所示的蒸腾作用。 (2)(科学思维)在CO2浓度倍增时,图中C过程并未倍增,此时限制光合作用速率增加的外部因素可能是什么?内部因素可能是什么?(至少各列举两项) 提示:外部因素:光照强度、温度、水分等。 内部因素:NADPH和ATP的供应、固定CO2的酶或C3还原酶活性、有机物在叶绿体中积累等。 (3)(社会责任)当番茄的种植密度过大或过小时,番茄产量都不佳。据图分析,种植密度过大时,番茄产量不佳的原因是什么?种植密度过小时,限制番茄产量的原因是什么? 提示:种植密度过大时,叶片相互遮挡,图中A过程强度过大,C所示的生理过程不再增加。种植密度过小时,限制番茄产量的原因是光合作用面积较小。 【思维建构】 “模型法”分析环境因素对光合作用强度的影响 (1)光照强度: ①原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加,光反应速率加快,产生的NADPH和ATP增多,使暗反应中C3的还原加快,从而使光合作用产物增加。 ②光照强度对光合作用强度的影响: 光照强度为OA段,限制光合作用强度的因素是光照强度,光照强度大于A点时,限制光合作用强度的因素是除光照强度以外的其他因素。 ③光照强度对净光合作用强度的影响: 时间 代谢过程 气体交换 A点 只进行呼吸作用,不进行光合作用 AB段 光合速率<呼吸速率 B点 光合速率=呼吸速率 B点后 光合速率>呼吸速率 ④应用:温室大棚中,适当增大光照强度,以提高光合作用强度,使作物增产。 (2) CO2浓度: ①原理:CO2影响暗反应阶段,制约C3的形成。 ②模型及分析: 图中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度;AB段限制光合作用强度的因素是CO2浓度,CO2浓度超过B点,限制光合作用强度的因素是除CO2浓度以外的其他因素。 ③应用:在农业生产上可以通过通风、增施农家肥等增加CO2浓度,提高光合速率。 (3)温度: ①原理:温度通过影响酶的活性影响光合作用,主要制约暗反应。 ②模型及分析: 在低于最适温度的范围内,随温度的升高,光合速率逐渐增强,在高于最适温度的范围内,随温度的升高,光合速率逐渐减弱。 ③应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;晚上适当降低室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。 (4)水分和矿质元素: ①原理: i.水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。 ii.矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用产生直接或间接的影响。 ②数学模型: ③应用:施肥的同时,往往适当浇水,农作物的光合速率会更大,此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中,以离子形式存在,才能被作物根系吸收。同时可以保证农作物吸收充足的水分,保证叶肉细胞中CO2的供应。 (5)多因子对光合速率的影响: ①模型及分析: i.图A、图B、图C中P点时限制光合速率的因素分别为光照强度、CO2浓度和光照强度。 ii.Q点时横坐标表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素分别为温度、光照强度和CO2浓度。 ②应用:温室栽培时,当光照强度适宜时,适当提高温度,同时增加CO2浓度;当温度适宜时,适当增加光照强度和CO2浓度均可以提高光合速率。 精练　提能力 1.(2025·安庆模拟)如图表示在自然条件下,甲、乙两种植物的CO2吸收量随光照强度的变化情况,据图分析下列有关说法正确的是(　　) A.连续的阴雨天气,生长受影响更大的是乙植物 B.bc段,限制甲、乙两种植物光合速率的环境因素相同 C.d点时,甲,乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等 D.若提高外界环境的CO2浓度,则a、b两点都可能向左移动 【解析】选D。与乙植物相比,甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大,故连续的阴雨天气,生长受影响更大的是甲植物,A错误;bc段,限制甲、乙两种植物光合速率的主要环境因素分别是光照强度、光照强度外的其他因素,B错误;d点时,甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等,但甲、乙两种植物进行光合作用消耗的CO2量不一定相等,故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量不一定相等,C错误;在自然条件下,提高外界环境的CO2浓度,甲、乙两种植物的光合作用都增强,则a、b两点都可能向左移动,D正确。 借题发挥|知识归纳 光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题 (1)A点:代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A点下移;反之,A点上移。 (2)B点与C点的变化(注:只有横坐标为自变量,其他条件不变) 条件改变 B点 (补偿点) C点 (饱和点) 适当增大CO2浓度(光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 说明:细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。 (3)D点:代表最大光合速率,若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时,D点向右上方移动;反之,移动方向相反。 2.(2024·湖北高考)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　) 组别 光照处理 首次开 花时间 茎粗 /mm 花的叶黄素含量/ (g·kg-1) 鲜花累计平均产量/ (kg·hm-2) ① 光照8 h/ 黑暗16 h 7月4日 9.5 2.3 13 000 ② 光照12 h/ 黑暗12 h 7月18日 10.6 4.4 21 800 ③ 光照16 h/ 黑暗8 h 7月26日 11.5 2.4 22 500 A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,且产量最高 B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C.综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理 D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 【解析】选C。本题主要考查植物的花产量及品质与光照长短的关系。从表中信息可以看出,第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,但花产量最低,A错误;①②③三个实验可以看出,随着黑暗时间延长,花的叶黄素含量先增加,后减少,花的品质与光照处理中的黑暗时长并不是呈负相关,B错误;三组实验中第②组处理的花的叶黄素含量最高,且花产量也比较高,所以应该选择第②组处理,C正确;题表中信息显示花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关,D错误。 3.(2024·新课标全国卷)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O2浓度,结果如图所示,其中 M 为初始O2浓度,c、d组O2 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CO2浓度_________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。  (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加,则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是_______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”)。  【解析】本题考查影响光合作用的因素、光合作用和呼吸作用的关系。 (1)植物叶片中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素主要吸收太阳光中的红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收太阳光中的蓝紫光,所以植物光合作用主要利用红光和蓝紫光。 (2)b组O2浓度高于a组,说明b组的光合速率大于呼吸速率,表现为吸收CO2、释放O2,所以a组CO2浓度大于b组。 (3)c、d组的O2浓度不再增加,说明此时幼苗的光合速率等于呼吸速率,这主要是由于CO2供应不足;a组O2浓度等于初始浓度,说明幼苗的光合速率等于呼吸速率;b组此时的O2浓度增加,说明幼苗的光合速率大于呼吸速率;综合分析,b组的光合速率最大。 (4)d组O2浓度不再增加,说明此时幼苗的光合速率等于呼吸速率,密闭容器中CO2的供应不足导致幼苗的光合速率下降;打开容器后,CO2供应不足的状况得到改善,以c组的光照强度继续照光,幼苗的光合速率会升高,从而大于呼吸速率。 答案:(1)红光和蓝紫光　光合色素中的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)b　密闭装置中的O2浓度不再增加时,幼苗的光合速率等于呼吸速率,b组的O2浓度增加,幼苗的光合速率大于呼吸速率　 (4)升高 【加固训练】 (2023·江苏高考)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中的部分结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题: (1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在_________(从①~④中选填);NADPH可用于CO2固定产物的还原,其场所有_________(从①~④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、　　　　　　　　　 (填写2种)等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场所有_________(从①~④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为_________进入线粒体,经过TCA循环产生的_________最终通过电子传递链氧化产生ATP。  (3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形成跨膜的________________,驱动细胞吸收K+等离子。  (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞_____________,促进气孔张开。  (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系,对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究,其大小的变化如图2,下列相关叙述合理的有____________________。  A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体内淀粉的水解有关 C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 【解析】根据图1分析可知,图中①表示细胞质基质,②表示线粒体,③表示液泡,④表示叶绿体。 (1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在④中,即叶绿体中,因为叶绿体是光合作用的场所;NADPH可用于CO2固定产物C3的还原,该过程发生在④叶绿体中,具体发生在叶绿体基质中,此外,在图1中,CO2固定产物OAA可以被NADPH还原,此过程发生在①细胞质基质中。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、K+和Mal等,其中K+和Mal影响细胞液的渗透压,进而影响保卫细胞的吸水力,影响气孔的开闭。 (2)研究证实气孔运动需要ATP,细胞呼吸是植物细胞中产生ATP的主要途径,细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,另外光反应中水的光解也可以产生ATP,因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段,经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP,即有氧呼吸的第三阶段。 (3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形成跨膜的H+浓度差,并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子,进而提高细胞液浓度,促进细胞吸水,进而表现为气孔张开。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内溶质浓度升高,引起保卫细胞吸水,导致气孔张开。 (5)结合图2可知,黑暗时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT,突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力,据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ,A正确;保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,结合图1可以看出,光照条件会促进保卫细胞淀粉的水解,光照诱导WT气孔张开与叶绿体内淀粉的水解有关,B正确;虽然突变体ntt1不能将细胞质基质中的ATP运进叶绿体,但光照条件下,其淀粉粒面积几乎无变化,不能说明该突变体不能进行光合作用,C错误;由图2可知,较长时间光照可使WT淀粉粒面积明显增大,因而推测,WT叶绿体可以积累较多的淀粉,D正确。 答案:(1)④　①④　K+等无机盐离子、Mal等有机酸　(2)①②④　丙酮酸　NADH　(3)H+浓度差　(4)吸水　(5)A、B、D 【从教材走向高考】 【体验高考　链接教材】 1.(2024·湖北高考)→(必修1 P108非选择题T2)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。回答下列问题: (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞_________(填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率_________(填“增大”或“不变”或“减小”)。  (2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物_________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。  (3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是_______________________________________________________________ ________________。  (4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是_________(填“ht1”或“rhc1”)。  【解析】在图2中,wt组与h组对比,正常浓度CO2时,ht1基因的表达产物缺失使气孔开放度低,说明ht1基因的表达产物抑制气孔关闭;wt组与r组对比,高浓度CO2时,wt组rhc1基因的表达产物能感应到高浓度CO2的刺激,使气孔关闭,r组rhc1基因的表达产物缺失不能感应到高浓度CO2的刺激,导致气孔开放度高。根据图1可知,能感应高浓度CO2的刺激并促进气孔关闭的是蛋白甲。蛋白甲通过抑制蛋白乙的合成促进蛋白质丙的合成,经过一系列的过程,从而促进气孔关闭。 (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细胞液的渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后,CO2吸收减少,光合速率减小。 (2)r组是rhc1基因功能缺失突变体,即缺少rhc1基因产物,wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2,高浓度CO2时,wt组气孔开放度低于r组,说明rhc1基因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,还有促进叶和果实的衰老和脱落的作用。干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存。 (4)分析图2可知,高浓度CO2时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,r组是rhc1基因功能缺失突变体,高浓度CO2时,r组气孔开放度高,说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能感应到高浓度CO2的刺激而使气孔关闭;结合图1可知,能感应高浓度CO2的刺激使气孔关闭的是蛋白甲。由此推测,rhc1基因编码的是蛋白甲。 答案:(1)失水　减小 (2)促进　(3)干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能够在干旱中生存　　 (4)rhc1 【深研教材　预测高考】 2.(必修1 P108非选择题T2改编)CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料,分别进行三种不同实验处理:甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol-1);乙组提供CO2浓度倍增环境(750 μmol·mol-1);丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应,选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如下图所示。回答下列问题: (1)乙组作物光合作用速率均大于甲组,出现这种变化的原因是:在光照充足的情况下,CO2增加,其单位时间内 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  从而形成的葡萄糖也增加,故光合作用速率增加。 (2)Rubisco(简称R酶)是催化CO2固定的关键限速酶,它的活性决定了光饱和点对应的最大光合速率。研究表明R酶催化效率极低,植物不得不合成大量的R酶来弥补,据统计植物叶片中的氮有50%被用来合成R酶。高浓度的CO2条件下,植物叶片中的氮元素会显著降低。请据此解释丙组的光合作用速率比甲组低的可能原因:       　       　       　       　       　       　       　       　       　       　。  (3)大气CO2浓度不断升高所带来的温室效应还会导致大气温度的不断攀升,科学家预测,气温升高所带来的负面作用会抵消大气CO2浓度升高对产量的促进。请根据所学知识,说明作出这个预测的理由     　  　  　  　  　  　  　  　  　  。  【解析】(1)结合题干前后信息可知,CO2增加,最终光合产物葡萄糖增加,说明CO2被C5固定,结合生成的C3增加。 (2)元素可构成化合物,长期处于高CO2浓度下,叶片的氮元素含量会降低,R酶的化学本质是蛋白质,从而导致R酶含量降低。当恢复到大气CO2浓度后,R酶的含量低于正常值,又失去了高浓度CO2的优势,因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。 (3)酶的化学本质主要是蛋白质,温度影响酶的活性,气温上升,导致R酶活性下降,催化CO2固定速率下降,导致暗反应速率降低,产量不增反降;或是气温上升,蒸腾作用剧烈,导致气孔关闭,气孔的开闭程度影响CO2的吸收,大气CO2浓度虽然升高,但胞间CO2浓度降低,导致暗反应速率降低,产量不增反降。 答案:(1)与五碳化合物结合形成的三碳化合物增加 (2)丙组植物长期处于高CO2浓度下,叶片中氮元素的含量降低,导致R酶含量降低。当恢复到大气CO2浓度后,R酶的含量低于正常值,又失去了高浓度CO2的优势,因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率 (3)气温上升,导致R酶活性下降,催化CO2固定速率下降,导致暗反应速率降低,产量不增反降(或气温上升,蒸腾作用剧烈,导致气孔关闭,大气CO2浓度虽然升高,但胞间CO2浓度降低,导致暗反应速率降低,产量不增反降) - 22 - 学科网（北京）股份有限公司 $