题型01 光合与呼吸类（4大考向）（题型专练）2026年高考生物二轮复习讲练测

题型01 光合与呼吸类 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 考向解读 方法透视 典例引领 变式演练 考向01 生理过程与物质能量转化 考向02 曲线 / 表格数据解读 考向03 速率计算与代谢综合 考向04 实验探究与生产实践 第三部分 新题演练 整合应用，模拟实战 高考真题及命题点 常见设问/关键词 2025·山东：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的原理；黑吉辽蒙：观察叶绿体等实验、光合作用的原理；陕晋青宁、江苏、湖南：实验考查光合作用原理；安徽、广东、河南、四川：光合作用原理、影响光合作用的因素及应用；河北、云南：光合与呼吸的综合； 2024·贵州、广东：色素的提取和分离、光合与呼吸的综合；北京：影响光合作用的因素及应用；湖南、山东、湖北：突变与光合作用原理； 江西、全国、山东、湖北、甘肃、河北：光合作用原理；安徽、湖南、、吉林 2023·湖北、天津、湖南：光合作用原理；北京、江苏、全国：叶绿体中色素的提取和分离；山东、全国、浙江、河北、江苏：光合作用原理及影响因素、光合与呼吸综合；海南：实验探究光照强度对光合作用影响 设问关键词：光合作用过程、影响因素、代谢路径 关键技巧 解答高考生物光合与呼吸类非选择题，核心是理清过程逻辑、用好量化公式并精准分析曲线与实验。首先要牢记总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率，明确 O₂产生量、CO₂固定量对应总光合，O₂释放量、CO₂吸收量对应净光合，避免概念混淆。遇光照或 CO₂骤变类问题，可先判断对光反应或暗反应的影响，再推导 C₃、C₅含量变化，同时区分光合与呼吸中 [H]、ATP 的来源和去路。分析光补偿点、饱和点移动时，紧扣环境条件变化，如温度未超最适则光合增强、饱和点右移。实验类题目需先明确自变量、因变量和无关变量，结论要结合数据与生理原理，确保表述严谨且贴合题意。 思维误区 1、速率概念混淆 易将总光合速率与净光合速率的指标弄混，误把 O₂释放量、CO₂吸收量当作总光合速率的衡量标准，忽略其实际代表净光合速率，而总光合速率需结合呼吸速率（黑暗中 CO₂释放量）计算。 2、[H] 和 ATP 的来源去路混淆 无法区分光合作用光反应产生的 NADPH 与呼吸作用产生的 [H]，以及二者的功能差异；同时易误认为光反应的 ATP 可用于细胞呼吸、主动运输等其他生命活动，实则其仅用于暗反应 C₃的还原。 3、C₃/C₅含量变化逻辑颠倒 分析光照或 CO₂骤变对 C₃、C₅含量影响时，常因忽略 “光反应与暗反应的联动关系” 出错，比如误判 “突然停止 CO₂供应” 时 C₃升高、C₅降低，实际应为 C₃因缺少原料而减少，C₅因消耗减慢而积累。 4、曲线位点移动判断片面 分析光补偿点、光饱和点移动时，仅考虑单一因素（如光照），未结合温度、CO₂浓度等协同影响，例如认为温度升高必然导致光饱和点右移，却忽略温度超过酶最适温度后，光合速率会下降、饱和点反而左移。 5、实验变量把控不当 解答实验题时，易混淆自变量与无关变量，或未保证无关变量的等量控制，比如探究光照强度对光合速率的影响时，未控制温度、CO₂浓度一致；同时实验结论易过度推断，脱离实验数据，得出与题干信息不符的表述。 考向01 生理过程与物质能量转化 该考向为基础题型，聚焦光合（光反应、暗反应）与呼吸（有氧、无氧）的核心过程，重点考查物质转化路径和能量流动规律。常结合过程示意图，要求判断反应场所、填写关键物质（如 ATP、NADPH、C₃/C₅），区分光合与呼吸中 [H]、ATP 的来源和去路，还会涉及 C₄植物、CAM 植物的特殊光合机制。 此类题型的核心解题逻辑为 “定位生理过程→拆解物质能量路径→关联条件动态变化→规范术语作答”，形成可迁移的四步解题模型：​ 1. 通用解题思路与关键步骤​ 第一步：定位过程（判类型 + 定阶段）​ 抓取题干 “场所（类囊体 / 叶绿体基质 / 线粒体 / 细胞质基质）、条件（光照 / 无氧 / O₂浓度）、核心物质（ATP/[H]/C₃/C₅）” 三大线索，快速锁定是光合作用（光反应 / 暗反应）还是细胞呼吸（有氧 / 无氧呼吸），明确具体反应阶段。​ 第二步：拆解路径（理物质 + 析能量）​ 用 “溯源法” 梳理物质流向（如 [H]、ATP 的来源与去路），区分光合与呼吸中同类物质的本质差异（如光合 [H] 为 NADPH，呼吸 [H] 为 NADH）；同步厘清能量转化单向路径（光合：光能→ATP 化学能→有机物化学能；呼吸：有机物化学能→ATP 化学能 + 热能）。​ 第三步：关联条件（推变化 + 找逻辑）​ 针对题干特殊条件（如光照骤降、CO₂中断、O₂浓度变化），先判断直接受影响的阶段，再推导连锁反应（如光照停→光反应停→ATP/NADPH↓→C₃还原减慢→C₃↑/C₅↓），建立 “条件→阶段→物质→能量” 的逻辑链。​ 第四步：规范作答（套模板 + 用术语）​ 依托核心模板组织语言，避免口语化，确保表述精准。 例1.（2025·广西·高考真题）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： 注：μE为光照强度单位μmol.m-2.s-1 (1)第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是 。 (2)第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是 。 (3)据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是 ；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是 。 (4)该系统对助力实现碳中和目标的优势是 。 例2.（2025·甘肃·高考真题）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度（μm） 叶绿素含量（μg·g-1） 线粒体暗呼吸 A B A（施氮肥） B（施氮肥） 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 — (1)植物叶片中 可吸收红光用于光合作用， 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低； 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥 （填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是 。 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层 位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是 。 1．我国是农业大国，农耕有着悠久历史和灿烂文化。千百年来，农耕对社会生产和生活实践具有重要影响。为探究增产技术，科学工作者对野生型水稻，及诱变得到的一种水稻黄绿叶突变型，在大棚中开展了种植实验。实验结果如下图，请回答下列问题。 (1)适当增加种植密度是提高水稻产量的关键策略，光参与了光反应中的 过程。过度密植导致水稻的中下部冠层光合作用强度降低的原因有 。 (2)测定野生型与突变型两种水稻在不同光照处理下叶片中的光合色素含量，由图可知，突变型叶色变浅主要是由于 含量较低，且在 条件下才会出现黄绿表型。 (3)突变型呼吸特性与野生型植株无差异，但光合特性有明显不同，科研工作者对两种水稻叶片光合作用相关指标进行测定，结果如下表。 株系 光饱和点 （μmol·m-2·s-1） 光补偿点 （μmol·m-2·s-1） CO2饱和点 （μmol·mol-1） CO2补偿点 （μmol·mol-1） 最大净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 野生型 1619 37.65 610.93 56.51 29.47 突变型 1873 56.84 890.14 51.66 45.96 备注：光饱和点、光补偿点和最大净光合速率在大气CO2浓度和适宜温度下测定，CO2饱和点和CO2补偿点在光照强度1200μmol·m-2·s-1和适宜温度下测定。 ①据表可知，突变型对强光环境的适应性更强，依据是 。 ②根据题目及所学知识推测“CO2饱和点”的概念是 。 2．为研究氮肥对高温胁迫下马铃薯光合作用的影响，研究人员构建了三个氮肥施用量和两个温度条件下的试验体系，在开花后40天测定相关指标，结果如表所示。 温度 施氮肥量 叶绿素总量（mg·g-1） 气孔导度（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 块茎产量（kg·hm-2） RT N0 6.2 0.17 350 17292 N1 8.9 0.19 322 20905 N2 12.9 0.24 310 26583 NT N0 8.3 0.21 305 24567 N1 11.4 0.32 287 28307 N2 14.8 0.46 262 30942 注：RT（高温胁迫）NT（环境温度） N0（不施氮肥）N1（75kg·hm-2）N2（150kg·hm-2） 回答下列问题： (1)照射到叶片的光能 （填“全部”、“大部分”或“少部分”）被位于类囊体膜上的 吸收，其主要吸收 光。 (2)据表分析，高温胁迫下叶绿素总量 ，导致光反应产生 减少，直接影响碳反应的 （过程）。 (3)随着氮肥施用量从N0增加到N2，气孔导度逐渐增加，胞间CO2浓度却逐渐减少，分析原因是 ，说明施氮肥可以 高温胁迫对光合作用的负面影响。 (4)高温胁迫会降低马铃薯块茎产量，而施氮肥可以提高块茎产量，从物质吸收和转运的角度分析原因可能是 （答出1点即可）。 3．棉花是我国七大传统作物之一，更是农业经济中的重要经济作物，是乡村振兴不可或缺的基础性支撑产业。随着全球人口持续增长，棉花作物的需求不断攀升，在探索提高作物产量的方法中，提升光合作用效率被视为一个潜力巨大的途径。 (1)棉花植株接受光的照射将水分解后释放了电子，最终电子的受体是 ，该过程将光能转化成电能，再转化为 。 (2)在目前主要的棉花栽培方式中，增加种植密度被认为是提高产量的有效手段。然而，随着种植密度的增加，单株生物量和单株产量迅速下降，主要原因是 。 (3)在复杂的田间光环境下，植物通过调整叶片形态和生理结构等生理特性影响作物的光合速率来响应光环境的变化。科研结果表明，相对于低密度种植条件，棉花在高密度种植条件下叶片背面的气孔更小且分布更密集，早期光合速率增加更迅速。请结合测定结果及已学知识，阐明气孔变化对棉花光合作用影响的机理： 。 (4)在低光下，植株表现出茎伸长、叶柄伸长和根系不发达。从物质和能量分配的角度分析其原因是 ，其意义是 。 考向02 曲线 / 表格数据解读 这是高频考向，题干以光照强度、CO₂浓度、温度等为变量，呈现光合速率、呼吸速率的坐标曲线或实验数据表。需结合 “总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率” 的核心公式，分析光补偿点、光饱和点等关键位点的移动规律，判断不同条件下限制光合或呼吸的主要因素。 一、曲线类数据解读技巧​ 三步骤破题法：① 定轴：明确横坐标（自变量：光照 / CO₂/O₂浓度）、纵坐标（因变量：CO₂吸收 / 释放量、O₂产率）；② 找拐点：光补偿点（光合 = 呼吸，CO₂吸收量 = 0）、光饱和点（光合达最大，曲线平缓）、氧浓度临界点（无氧→有氧呼吸切换）；③ 析趋势：上升段（自变量限制反应，如光照弱→光反应不足）、平缓段（非自变量限制，如 CO₂不足→暗反应受限）。​ 速率快速换算：曲线纵坐标若为 “CO₂吸收量”（净光合），需结合黑暗条件下的 “CO₂释放量”（呼吸速率），通过 “总光合 = 净光合 + 呼吸” 换算真实光合速率，避免误将净光合当作总光合。​ 二、表格类数据解读技巧​ 分组对比法：① 找对照组（黑暗组→呼吸速率，空白组→基础值）；② 析实验组差异：同一自变量不同水平（如不同光照强度）下，因变量变化（如 O₂释放量）对应反应阶段变化（光反应增强）；③ 排除干扰：若数据异常，优先考虑无关变量（温度、湿度）影响。​ 数据关联技巧：将表格数据与生理过程绑定，如 “光照组 CO₂吸收量下降”→ 净光合减弱，可能是 “CO₂浓度降低→暗反应 C₃生成减少”，或 “温度过高→酶活性下降”，结合题干条件锁定原因。 例1.（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液（对照） 150 12 10 14 89 培养液+X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用 光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的 时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能 （填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的 （填“甲”或“乙”或“丙”）。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是 。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是 。 例2.（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用 提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 （填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的 ，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是 。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择 ，依据是 。 1．橘日灼病是一种植物生理性病害，通常发生在7-9月坐果期，夏季高温和强光会破坏叶绿体中的光合色素，抑制光合作用，严重时会导致果皮出现褐斑，影响果实品质。对树冠外围喷施遮阳剂可在一定程度上防治日灼病，为深入研究日灼病对植物生理活动的影响，确定喷施某遮阳剂的最适浓度，研究人员进行了系列实验，结果如下表所示。请回答下列问题： 处理 叶片温度（℃） 胞间CO₂浓度（μmol·mol-1） 净光合速率（μmol·mol-2·s-1） 日灼果率（%） 单果质量（g） 遮阳剂30倍稀释液 35.51 203.84 7.34 22.03 179.79 遮阳剂50倍稀释液 36.3 220.69 5.54 33.93 166.94 遮阳剂100倍稀释液 40.21 229.79 5.12 55.14 146.73 清水 42.4 243.71 2.39 61.28 128.33 (1)柑橘日灼病发生时，叶绿体中的光合色素会被破坏，直接影响光合作用的 阶段，表中数据表明，使用遮阳剂后叶片温度 ，可减少高温对叶绿素的破坏。 (2)表中数据显示，清水组的日灼果率（%）最高，单果质量（g）最低，据表分析，日灼病导致单果质量下降的主要原因是 。 (3)根据实验结果可知，对柑橘树冠外围喷施该遮阳剂 （填“30”或“50”或“100”）倍稀释液防治日灼病的效果最佳，依据是 。 (4)为减少果实褐斑，在7-9月柑橘坐果期喷施遮阳剂，除遮阳剂的浓度外，还需要考虑的因素有 （从喷施操作角度答出2点）。 2．2021年9月24日，天津工生所在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，合成过程主要如下图所示。回答下列问题： (1)在如图人工淀粉的合成过程中，与无机催化剂相比，体现了酶具有 的特性，从甲醇合成淀粉需要使用不同的酶先后经历 C3、C6化合物的合成，最终合成淀粉，体现了酶的 的特性。 (2)在进行甲醇合成 C3这一步时，科学家们尝试了多种不同酶系组建合成途径，以下是两种酶系在相同的反应条件下反应 10h 后几种中间产物和最终葡萄糖产物的含量表 果糖二磷酸含量（g） 果糖磷酸含量（g） 果糖含量（g） 葡萄糖含量（g） 酶系组合 1 0.84*10-4 0.89*10-4 1.62*10-3 0.51*10-4 酶系组合 2 0.88*10-4 1.32*10-3 2.14*10-4 3.62*10-4 对比酶系组合1与2的各产物含量可知，酶系组合 的反应效率较高。若探究表中几种中间产物在合成反应中出现的先后顺序，常采用的科学方法是 ，采用此方法进行的实验中自变量是 。 (3)为了提高葡萄糖的合成速率，研究小组设计了一系列实验探究果糖合成葡萄糖所需酶的最适温度，为了使实验更符合工程实际，研究小组决定通过测定葡萄糖的生成量间接测定反应速率 ①实验中若将25℃反应组和45℃反应组的温度均调整为35℃，则前者中酶的活性将 ，后者中酶的活性将 。 ②请在该实验的基础上，设计实验进一步探究该反应更精确的最适温度（无需写出产物鉴定的方法），该实验的简要思路为 。 3．为研究苹果酸对桑树光合作用的影响，研究人员利用不同浓度苹果酸对桑树进行喷施处理，测定其光合指标如表，已知喷施苹果酸对细胞呼吸速率无影响。 苹果酸浓度(g·L⁻¹) 叶绿素含量(mg·g⁻¹) 净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹) 气孔导度(mmol·m⁻²·s⁻¹) 胞间 CO2浓度(μmol·m⁻²·s⁻¹) 0 32.1 3.5 0.08 207.2 1 34.3 4.1 0.14 186.1 2 38.5 6.2 0.21 157.4 3 41.1 8.2 0.32 145.6 4 36.4 5.3 0.16 170.1 (1)光合作用过程中，光反应的产物有 ，其中 是接受 H⁺和电子后生成的。 (2)光补偿点是植物体光合速率与呼吸速率相等时的光照强度、与未喷施苹果酸相比，喷施 2g·L⁻¹苹果酸组桑树光补偿点会 (填“升高”“降低”或“不变”)，从叶绿素含量变化角度分析，原因是 。 (3)与未喷施苹果酸相比，喷施 3g·L⁻¹苹果酸组的气孔导度较高，但胞间 CO₂浓度较低，原因是 。喷施 4g·L⁻¹苹果酸组 (填“能”或“不能”)说明高浓度苹果酸抑制了光合作用，判断依据是 。 考向03 速率计算与代谢综合 侧重量化分析，以 O₂释放 / 产生量、CO₂吸收 / 固定量、有机物积累 / 合成量为指标，结合实际场景（如光照 - 黑暗交替、不同作物品种差异）设计计算。需准确区分总光合与净光合的衡量指标，解决全天有机物积累量、特定条件下速率比值等实际问题，部分题目还会关联细胞呼吸的能量分配。 一、速率计算核心技巧（精准破题）​ 1、三大速率区分与换算：呼吸速率（R）取黑暗组 CO₂释放 / O₂消耗量；净光合速率（P 净）取光照组 CO₂吸收 / O₂释放量；总光合速率（P 总）= P 净 + R（核心公式，必考）。若题干出现 “CO₂固定量”“O₂产生量”，直接对应总光合，无需换算。​ 2、三步计算法：先找黑暗组定 R，再取光照组定 P 净，最后套公式算 P 总。有机物换算需结合反应式，6mol CO₂对应 1mol 葡萄糖，例：总光合消耗 CO₂ 12mg/h，葡萄糖生成量 =（12÷44）×（180÷6）≈0.82mg/h。​ 3、昼夜积累计算：一昼夜有机物积累量 = 白天 P 净 × 光照时长 - 夜间 R× 黑暗时长，注意区分昼夜时长，避免漏算夜间消耗。​ 二、代谢综合解题框架（逻辑闭环）​ 1、单一条件分析：光照影响光反应（ATP/[H]），CO₂影响暗反应（C₃生成），温度影响酶活性。按 “条件→代谢阶段→速率变化→结果” 作答，例：“光照增强→光反应增强→P 总升高→P 净增加，CO₂吸收量上升”。​ 2、多条件综合：优先找限制因素，若自变量提升后速率不变，切换条件后速率上升，则该条件为限制因素。答题句式：“CO₂浓度为限制因素→暗反应受限→增加 CO₂后 C₃增多，P 总升高”。​ 三、避错关键（踩分保障）​ 1、术语规范：“光合速率” 指总光合，“积累量” 指净光合，避免混淆。​ 2、条件对应：黑暗组仅测呼吸，光照组是光合 + 呼吸，勿用光照数据算 R。​ 3、逻辑完整：推导需含中间过程，如 “温度过高→酶活性下降→光合呼吸均降→光合酶更敏感，P 净下降”。​ 4、单位统一：答案单位与题干一致（如 mg/h），切勿漏写。 例1.（2025·天津·高考真题）为研究低氧条件下光合作用与呼吸作用的关系，采集某植物叶片，将叶柄浸入后，放于氧气置换为的密闭装置中，浓度设正常（21%）和低氧（2%）两个水平，测定短时间内、不同光照条件下的净光合速率和呼吸作用速率。其中，净光合速率=光合作用速率-呼吸作用速率。结果如下： (1)光照条件下，密闭装置中逐渐减少，而逐渐增加，此时呼吸作用消耗的氧气来源于 和 。设最初密闭装置中的量为，120秒后测得的量为，的量为，叶片面积为，则净光合速率为 。 (2)低氧下，光照强度下，叶片光合作用速率为 。 (3)低氧在 （光照、黑暗、光照和黑暗）条件下构成呼吸作用的限制因素。 (4)在两种氧浓度下，将叶片置于光照（强度为）、黑暗各1小时后，测定叶片中的糖含量。请推测低氧对叶片糖积累是否有利，并给出相应理由： 。 1．玉米等高产作物具有一种浓缩机制，部分过程见下图1。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放，提高了Rubisco附近的浓度。 (1)在光合作用中NADPH的作用是 。由这种浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 反应（填“吸能”或“放能”）。 (2)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可进一步提高植物光合作用的效率。图2是将玉米的PEPC基因与PPDK酶（催化PEP的生成）基因导入水稻后，在某一温度条件下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图3是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。 ①图2是在 ℃条件下测得的数据，原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为 （答出2点）。 ②据图2可知，高光照强度下，转基因水稻的净光合速率大于原种水稻。为了探究“高光照强度下，转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”，科研人员利用了“减法原理”进行研究，除利用转双基因水稻外，科研人员需要用到的试剂有 。 (3)结合上述材料，请分析在光照强度较高时，转基因水稻的净光合速率大于原种水稻的原因是 。 2．Rubisco羧化酶/加氧酶是一种双功能酶，既能催化C₅与二氧化碳的结合，参与光合作用；同时也能催化C₅与氧气结合，参与光呼吸。科研团队发现某转基因水稻品系（OE）中，光反应关键基因OsFTR的过表达显著提升了光能转化效率。为探究其对光合作用与呼吸作用的影响，研究人员在自然光照条件下测定野生型（WT）与OE植株的生理指标（光合作用速率、呼吸作用速率和光呼吸速率均以O2的释放或利用来衡量），部分数据如下表： 测量指标 WT OE 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 22.3±1.2 28.7±1.5 呼吸速率（μmol·m-2·s-1） 3.1±0.3 4.8±0.4 叶绿素a/b比值 3.2 2.6 光呼吸速率（μmol·m-2·s-1） 1.8±0.2 0.9±0.1 已知：光呼吸会消耗ATP和NADPH，且与CO2浓度密切相关；OE植株的Rubisco酶羧化效率提高20%。 (1)结合表格分析，OE植株净光合速率显著高于WT的原因可能包括：①叶绿素a/b比值降低，表明叶绿素 （填“a”或“b”）比例增加，增强了对 光的吸收能力。②光呼吸速率降低，减少 的浪费，同时Rubisco酶羧化效率提升促进 。 (2)若将WT和OE植株分别置于密闭玻璃罩内24小时，其中12小时光照和12小时黑暗，OE植株的O2净释放量比WT高 %（小数点后保留1位）。 (3)科研团队又计划利用酶的专一性原理，设计实验测定水稻的光呼吸强度。已知光呼吸的关键酶（如Rubisco加氧酶或乙醇酸氧化酶）在特定条件下催化专一反应，而暗呼吸（线粒体呼吸）在光照和黑暗条件下均可进行。请补充以下实验思路： ①取生长状况相同的水稻叶片均分为两组，A组用 （填“乙醇酸氧化酶抑制剂”或“Rubisco加氧酶抑制剂”）处理，B组用等量蒸馏水处理。 ②将两组叶片置于 （填“光照”或“黑暗”）条件下，其他环境条件（温度、湿度等）保持适宜且相同。 ③一段时间后，分别测定两组叶片单位时间内O2的 （填“释放量”或“吸收量”）分别为A和Bμmol·m-²·s-¹。 ④通过A与B的关系式 即可计算出水稻在该条件下的光呼吸速率。 3．（2025·河南信阳·二模）请回答有关光合作用的一组问题： （一）1883年，德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体）研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所示： (1)描述B情况下细菌的分布情况： 。 (2)恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是： 。 (3)如果可使用水草、台灯、颜色滤光片及实验室常备的物品设计一个实验装置，定量检测上题所得的结论是否正确，你将收集的数据是 。 （二）用某种绿色植物大小相似的叶片，分组进行实验。首先称量实验前的叶片重量，再置于不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化；立刻再光照l小时（光照强度相同），再测其重量变化，得到如下结果。 组别 一 二 三 四 温度（℃） 27 28 29 30 暗处理后的平均重量变化（mg） -1 -2 -3 -4 光照后的平均重量变化（mg） +3 +3 +3 +2 (4)暗处理时，随温度升高，叶片重量具体变化趋势为 ，其原因是 。 (5)光照后，光合作用产生氧气量最多的是第 组叶片。28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为 mg。 （三）将一绿色植物放入一个三角瓶中，如下图所示。在瓶中安放一个测定CO2浓度的传感器，将瓶口用橡皮塞塞上。传感器的另一端与计算机连接，以监测一段时间内瓶中CO2浓度的变化。如果用此装置进行植物光合作用速率的测定，请回答 ： (6)在适宜条件下，首先将该装置置于 条件下，此时测得的数值表示 。 (7)再将该装置置于 下，此时测得的数值表示 。 (8)如果上图为该植物在步骤①、②中测得的实验数据，根据图中数据，该植物在单位时间（min）内光合作用速率为 。 考向04 实验探究与生产实践 该考向融合实验设计与原理应用，实验类常要求分析自变量、因变量和无关变量，完善实验步骤或推导结论（如探究某因素对光合速率的影响）；实践类则结合农业生产场景，考查光合与呼吸原理的应用，如大棚补光、夜间降温、合理密植的机理，或逆境（涝害、盐碱）下植物的代谢适应策略。 一、实验探究类解题技巧 1、实验设计三原则：遵循对照（空白 / 自身对照，如黑暗组 vs 光照组）、单一变量（仅改变自变量，如 CO₂浓度）、重复原则。答题需明确 “自变量→因变量→无关变量控制”，例：“探究光照强度对光合速率的影响，自变量为光照强度，因变量为 O₂释放量，控制温度、CO₂浓度一致”。 2、结果分析技巧：对比实验组与对照组数据，结合 “总光合 = 净光合 + 呼吸” 推导结论。若光照组 CO₂吸收量下降，可能是光反应减弱或暗反应受限，需关联条件（如遮光→光反应不足）。 3、误差分析要点：从装置漏气、温度波动、仪器精度等角度分析，例：“密闭装置 CO₂浓度测量值偏低，可能是装置漏气导致 CO₂散失”。 二、生产实践类解题技巧 1、核心逻辑：围绕 “提升总光合、降低无效呼吸、延长光合时间”，结合环境条件调控。如农业中 “合理密植”→ 提高光照利用率，“增施有机肥”→ 增加 CO₂供应。 2、场景对应技巧：① 保鲜储存：低温、低氧（抑制呼吸消耗），避免无氧呼吸产酒精；② 作物增产：光照充足、适宜 CO₂浓度（促进光合），昼夜温差大（白天光合强，夜间呼吸弱，积累有机物）。 3、答题句式：“措施→影响过程→结果”，例：“大棚通风→增加 CO₂浓度→暗反应中 C₃生成增多→总光合速率提升→作物增产”。 三、避错关键 1、实验题需写清 “变量 + 检测指标”，避免笼统表述（如 “测光合速率” 需具体为 “测 O₂释放量”）。 2、实践题紧扣 “光合与呼吸平衡”，勿只谈光合忽略呼吸（如保鲜不能无氧，需低氧）。 3、术语规范：“CO₂施肥”“光补偿点”“有氧呼吸抑制” 等核心术语必含，逻辑链条完整。 例1.（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为 ，据图甲分析其原因是 。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取 叶片； ②分别制作等体积的 悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加 的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为 。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒 号的抗逆性更强。 例2.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco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（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是 。 (2)据图分析，当胞间CO2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①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1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CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3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。 1．光照是植物生长发育的能量和信号来源，CO2是作物光合作用的主要原料之一，其浓度的高低影响作物光合产物的合成，这两个因素都参与植物生长发育和生理生化过程。实验人员探究增加CO2与LED补光对日光温室辣椒光合特性和品质的影响，以期为提高日光温室辣椒产量和品质提供理论依据，结果如下表。回答下列问题： 表1  试验处理及叶绿素含量 组别 LED光 CO2浓度/（μL⋅L-1） 叶绿素含量/（mg⋅g-1） L1C1 自然光 400 1.02 L1C2 自然光 800 1.29 L2C1 R∶B=5∶1 400 1.34 L2C2 R∶B=5∶1 800 1.77 注：R为红光，B为蓝紫光 表2  增施CO2，与LED补光互作对辣椒光合作用的影响 组别 净光合速率 Pn/（mmol⋅m-2s-1） 胞间CO2浓度 Ci/（μmol⋅mol-1） 气孔导度 Gs/（mmol⋅m-2s-1） L1C1 13.00 0.20 279.28 L1C2 13.63 0.33 318.00 L2C1 14.45 0.27 304.67 L2C2 17.77 0.50 340.45 (1)从辣椒的叶肉细胞中提取光合色素一般所用的试剂是 ，可通过观察滤纸条上 色素带的宽度或颜色深浅大体估算叶绿素的含量。 (2)与L1C1组相比，L2C1净光合速率更高，其原因包括两个方面，一是补光后，叶绿素含量升高，可吸收更多的光能用于光反应，为暗反应提供更多的光反应产物 ；二是补光后 ，可固定更多的CO2用于暗反应。 (3)如果增设一组补白光组，其光照强度和CO2浓度与L2C2组完全相同，推测该组净光合速率比L2C2组 （填“高”或“低”），理由是 。 (4)根据以上信息，为日光温室辣椒的增产增收提出一条可行性建议： 。 2．海带是我国北方大规模养殖的食用海藻，具有重要的经济价值。养殖区重金属离子超标会造成海带大幅减产。研究发现，在一定浓度的Cu2+溶液中，短时间内海带细胞中叶绿素含量显著下降，同时Cu2+还可通过抑制光合电子传递过程，使ATP的合成受阻。科研人员定量研究了水体中Cu2+对海带光合作用、呼吸作用的影响，得到如下图所示的结果。回答下列问题： (1)叶绿素在海带细胞中分布的具体部位是 ，Cu2+可使ATP的合成受阻，直接抑制暗反应中 过程。 (2)参照实验结果，请补充完善以下实验过程。 a.测定净光合作用速率： ①取5个透明瓶，分别装入等量的0.00mg/L、0.25mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、5.00mg/L浓度Cu2+溶液，测定初始时瓶内溶氧量。 ② ，分别放入上述各瓶中。 ③ ，测定瓶内溶氧量。 b.测定呼吸速率：在利用同样装置测定呼吸速率时，需要对装置进行 处理。 (3)分析图示结果，不同浓度的Cu2+对海带光合作用、呼吸作用的影响可概括为： 。 3．景天科植物八宝景天存在特殊的 CO₂固定方式，称为景天酸代谢途径（CAM）。八宝景天夜晚气孔开放，通过一系列反应将 CO₂固定于苹果酸，并储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出 CO₂，供暗反应利用，过程如图所示。回答下列问题： (1)夜晚 CO₂固定于苹果酸的过程属于 （填“吸能”或“放能”）反应。④过程需要的能量物质是 。 (2)白天八宝景天叶肉细胞进行光合作用所需的 CO₂来自 。 (3)研究人员进一步研究了干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的吐絮期棉株平均分成三组，其中一组为对照组，另两组设置为中度干旱和严重干旱组，相同条件下，光合作用一段时间后，测定主茎叶中¹⁴C 在不同部位光合产物中的分布情况，得到下表中的数据： 不同干旱胁迫吐絮期上部主茎叶中¹⁴C 光合产物的分配（%） 处理 对照 中度干旱 严重干旱 处理 对照 中度干旱 严重干旱 饲喂叶 54.33 52.48 50.57 果枝其他 0.57 0.27 0.21 第二果节铃 1.78 31.46 40.86 上位果枝 0.12 0.05 0.05 第二果节叶 0.07 0.07 0.06 下位果枝 0.13 0.22 0.31 第三果节铃 0.01 0 0 其他 42.96 15.45 8.14 第三果节叶 0.04 0 0 ①由表中数据可知，主茎叶中的光合产物主要分布在 中， 条件下，饲喂叶向下位果枝运输的光合产物比例最大。 ②大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行，原因 。 1．（2025·广东肇庆·一模）S基因的表达产物——S蛋白是位于植物保卫细胞膜上的阴离子通道蛋白，参与保卫细胞渗透压的调控（渗透压升高，气孔开度增大，相反则减小），它与R基因、H基因共同参与气孔的开闭。为探究高CO2浓度时气孔开度的调控机制，研究者利用野生型（WT）、S基因功能缺失体s、R基因功能缺失体r、H基因功能缺失体h及R/H双基因功能缺失体r/h进行了相关实验，结果如图。 (1)气孔开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、呼吸作用以及 等生理过程（答出1点即可）。 (2)据左图可知，当CO2浓度升高时，突变体s较WT的气孔开度下降较少，可促进其进行 阶段进而提高光合速率。由此推测CO2浓度升高时，S基因 （填“促进”或“抑制”）气孔关闭。左图中 组相比，说明高CO2浓度时，H基因能抑制气孔关闭；h组与r/h组相比，说明高CO2浓度时，H基因功能缺失，R基因 （填“促进”或“抑制”）气孔关闭的调控作用不能体现出来。 (3)右图为膜片钳记录的高CO2浓度下不同植株保卫细胞原生质体中阴离子外流电流情况（电流越强，阴离子外流越多），WT组存在明显的阴离子外流电流，s组几乎无外流电流，而r组的外流电流显著弱于WT组，请依据图推测R与S两基因的关系： 。 (4)综合以上分析，总结出高CO2浓度时S基因、R基因、H基因共同参与气孔开闭的机制，请在方框中填入合适的基因名称，在括号中选填“+”或“-”（“+”表示促进作用，“-”表示抑制作用），并完善流程图。    、 、 、 。 2．（2025·广东深圳·一模）紫花苜蓿是我国牧草主要品种之一，其产量受温度影响较大。科研团队探究低温胁迫对紫花苜蓿光合参数的影响，数据如下表。回答下列问题： 处理时间 叶绿素含量mg/g 净光合速率 [μmol/(m2 ·s)] 胞间CO2浓度μmol/mol 气孔导度mmol/(m2·s)] 0 d 2.09 8.41 468.25 352.07 1 d 1.90 7.42 431.49 315.99 13 d 1.33 3.69 382.59 47.48 20 d 0.95 2.91 449.38 11.62 (1)由表推测，低温胁迫可能会破坏 （填有机物），可用 法进行分离以验证。 (2)补全随着低温胁迫时长延长导致紫花苜蓿光合效率降低的过程： 低温胁迫时长延长→叶绿素含量下降→ →净光合速率下降→光合效率降低。 (3)逆境胁迫下细胞自由基增加，引起生物膜损伤，丙二醛(MDA)是植物在逆境胁迫下脂质过氧化的主要产物，其含量常用来评估细胞膜的损伤程度。超氧化物歧化酶(SOD)可清除自由基。该科研小组在上述研究的基础上，进一步研究外源褪黑素(MT)缓解低温胁迫的机理，实验结果如下图： 据图可知，缓解低温胁迫的外源MT的最适浓度为 μmol/L，推测外源MT能缓解低温胁迫的判断依据是：一方面外源MT通过提升超氧化物歧化酶的活性加强清除 ，避免生物膜损伤；另一方面降低 的含量，反映出生物膜损伤程度缓解。 3．（2025·河南信阳·一模）变异是生物界普遍存在的现象。科研人员偶然发现的田七黄绿叶突变体，其呼吸特性与野生型植株无差异，但光合特性有明显不同。请回答下列问题： (1)一般情况下，光合作用所利用的光都是 光，光合色素在光合作用中具有 的功能，因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。 (2)测定不同光照处理下两种小麦叶片中的光合色素含量，结果如图1所示； 由图1可知，突变体叶色变浅主要是由于 含量较低，且黄绿表型的出现依赖于 处理。 (3)为探寻提高田七产量的技术措施，研究人员对田七的光合特征进行了研究，结果见图2所示。 ①田七的光饱和点约为 μmol·m-2·s-1。光照强度达到1300μmol·m-2·s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。 ②推测光照强度对田七生长的影响主要表现为 。田七叶片适应弱光的特征有 （答2点）。 (4)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻田七的光抑制，为增强田七光合作用以提高产量，还可采取的措施及其作用是 。 4．（2025·浙江·一模）葡萄具有多重经济价值，嫁接技术将接穗(接上去的芽或枝)与砧木(被接的植物体)的木质部和韧皮部连接在一起，可提高植物体光合效能。现以巨峰葡萄为材料研究不同光质和砧木(3309C、1103P)对巨峰葡萄叶片光合特性的影响。 回答下列问题： (1)色素的提取和分离活动中，需要注意“干燥”：实验前需对 进行干燥处理，实验过程中需要干燥处理的步骤是 。研磨时添加碳酸钙的目的是 。过滤得到色素提取液后，应测定提取液对 光的吸收率以获得叶绿素的含量。 (2)结合题目信息，蓝光、3309C组净光合速率更高，试分析原因：①由于 、 不是最高，所以这两者不是限制光合速率的主要因素；②嫁接3309C砧木， 效率更高，从而促进光合作用。 (3)科研人员欲从蓝光、3309C组的葡萄叶片中分离出类囊体，进一步研究光反应。分离过程应先将细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，使 膜涨破，经离心获得类囊体，为保持其活性，需加入模拟 的溶液。对类囊体悬液进行光照处理，类囊体膜中进行反应，释放出 ，并将溶液中的电子受体 。 5．（2025·宁夏吴忠·一模）氮循环对海洋生态系统的平衡与繁荣至关重要。在寡营养环境中，固氮可以提供高达50%的氮进入海洋生态系统中。长期以来，科学家们普遍认为蓝细菌是海洋中氮固定的主要群体，但在蓝细菌分布稀疏的海域仍观察到较高的氮固定效率，暗示着可能存在着其他类型的海洋固氮生物体。 (1)碳和氮元素都是组成生物体 （至少两种）等成分的基本元素。蓝细菌不仅能通过光合作用固定 ，还具有固氮能力，可将N2转化为生物可利用的含氮养料。为了探寻其他潜在的非蓝细菌类固氮生物，研究人员通过宏基因组测序和系统发育分析在硅藻细胞内发现了一种异养细菌——固氮菌（CTD），见图1，推测CTD和硅藻的种间关系可能是互利共生，理由是： 。 (2)硅藻和CTD在代谢上的物质联系如图2所示。硅藻的光合产物运出叶绿体后在 中转换为琥珀酸，经Dct进入 中参与其细胞内的能量代谢和物质合成，以保证其正常的生命活动和生存繁殖；而N2经一系列过程转化为 并能提供给硅藻。 (3)为深入研究CTD和硅藻之间的代谢相互作用关系，研究人员测量了硅藻和CTD的C\N固定和转移率，结果见表。结合图2，说明CTD 。 C固定\转移速率（fmol C cellday） N固定\转移速率（fmol N cellday） CTD 5.0 678 硅藻 2795 650 注：碳基生长速率可表征生长速度的快慢，横线代表平均值 (4)研究人员通过显微镜观察到硅藻细胞核附近通常有特定数量（4个）的CTD，分裂时可达八个，结合图3的结果，可证明二者在细胞 过程中存在同步协调机制，这种机制确保了 。 6．（2025·江苏徐州·一模）番茄是我国栽培的主要作物之一，因其营养丰富广受人们的喜爱。光是影响番茄果实成熟的重要环境因素，尤其是光质。为研究红光对番茄成熟的影响，研究者进行了系列实验。回答下列问题： (1)番茄果实的外观色泽是反映果实成熟与否的最直接指标，果实中类胡萝卜素的含量与其密切相关，而番茄叶片中的类胡萝卜素可用 法提取分离，其主要吸收 。将野生型番茄（WT）培养至开花20天时，开始使用白光（W）及红光（R）LED光源照射，测得相关数据如图1所示。在番茄成熟过程中叶绿素和类胡萝卜素的含量大致趋势分别是 、 。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关，由此可推出红光的作用是 。 (2)研究证实，红光和激素X均会影响番茄果实中类胡萝卜素的含量，进而影响番茄的品质。现对野生型番茄（WT）果实进行相关处理，测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图2所示。回答下列问题： ①据图2可知，随着处理天数的增加，红光、激素X均能提高类胡萝卜素的相对含量，且根据红光和激素X共同作用的结果可进一步得出结论：红光和激素X共同作用的效果 （填“大于”“小于”或“等于”）两者单独使用的效果，即具有 作用。 ②选取若干长势相同的野生型番茄（WT）植株，分别采摘一定比例的果实，几天后测得各组叶片CO2的固定速率均下降，原因是 。 (3)野生型番茄（WT）光合作用固定CO2的部位是叶肉细胞的 。请写出18O2中的氧进入葡萄糖（C6H1218O6）的代谢转化途径: （用化学式和箭头表示）。当光照强度为植物的光补偿点时，番茄叶肉细胞呼吸作用消耗的有机物量 （填“大于”“等于”或“小于”）该细胞中光合作用制造的有机物量。若将不遮阴条件下正常生长的番茄植株进行短时间遮光处理，植物叶肉细胞内C3 （填“增加”“减少”或“不变”）。 7．（2025·江苏镇江·三模）油菜素内酯（BR）可提高植物的耐热性来缓解高温胁迫对作物的影响。某研究小组以娃娃菜为试材，通过喷施不同浓度BR（T1-T4），探究BR对高温胁迫的缓解效应及作用机制，结果如表所示。回答下列问题： CK HT HT+ T1 HT+ T2 HT+ T3 HT+ T4 气孔导度mol/（m2•s-1） 380 250 263 275 328 310 胞间CO2浓度μmol/mol 210 350 325 310 280 295 表观光合速率μmol/（m2•s-1） 5.8 3.8 4.0 5.7 5.8 5.2 过氧化氢酶活性U/g 50 20 51 48 49 50 可溶性糖含量mg/g 0.09 0.12 0.14 0.18 0.24 0.15 注：CK：常温对照（20℃）；HT：高温对照（38℃）； T1：0.05mg/L； T2：0.1mg/L； T3：0.5mg/L； T4：1mg/L (1)高温胁迫下叶绿素含量会下降，可用纸层析法分离进行比较，色素可以在滤纸条上分离是因为其 不同。高温使娃娃菜的光合速率下降，一方面通过对光系统（光合色素蛋白复合体）的抑制，使光反应产物 减少；另一方面通过抑制 ，降低碳反应各个步骤的反应速率。 (2)将CK组娃娃菜转移至强光（会破坏色素复合体）下，短时间内其C3含量增加，这是由 速率共同决定的。植物细胞中可溶性还原糖的升高，有利于植物细胞 ，可以有效缓解高温引起的水分胁迫。 (3)在高温胁迫下，植物细胞内的活性氧（如H2O2）增多，会攻击蛋白质、磷脂等物质。喷洒BR可有效缓解，提高光反应速率，据表格数据分析，原因是 。 (4)研究表明，高温胁迫下植物的光系统遭受损害，其中光系统Ⅱ光化学活性降低，而热耗散非光化学淬灭系数（NPQ，植物耗散过剩光能为热的比例）会升高，不同浓度BR处理后的实验结果如下图。 实验结果表明高温条件下，BR浓度与光系统Ⅱ光化学活性的下降呈 （正/负）相关。推测BR提高光合作用效率的机理是BR通过 。 8．（2025·江苏徐州·二模）光是光合作用的必要条件，在光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递（如图所示）。物质X通过与质体醌（PQ）竞争PSⅡ上的结合位点而阻碍电子传递；除草剂二溴百里香醌是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与细胞色素b6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f。请分析回答下列问题∶ (1)光合作用光反应的场所是 ，光反应中产生ATP的直接能量来源是 。 (2)ATP合成酶的作用是 、 ，增加膜两侧的H⁺浓度差的生理过程有 （答出2点即可）。 (3)物质X与PQ竞争PSⅡ上的结合位点，会使电子传递受阻，导致 （填物质名称）生成量减少，进而影响暗反应中 的还原。 (4)除草剂二溴百里香醌与细胞色素b6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f，会影响 的形成，从而导致光反应中 的合成受阻。 (5)在樱桃种植基地，果农常用不透光的黑塑料膜覆盖地面进行物理除草，从光合作用角度分析，其作用原理最合理的是_______。 A．黑塑料膜反射大量阳光，使杂草吸收的光能显著减少 B．黑塑料膜阻碍了CO2进入杂草叶片，使暗反应无法进行 C．黑塑料膜阻断了杂草的光反应阶段使其无法进行光合作用 D．黑塑料膜抑制了杂草细胞内与光合作用有关酶的活性 9．（2025·湖南长沙·一模）盐碱地种植水稻是一项实现盐碱地资源高效利用的有力措施。水稻是一种盐敏感型作物，盐碱胁迫会抑制水稻的生长。科研人员探究了盐碱胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应，结果如下表所示。 处理 叶绿素含量/（mg/g） 净光合速率/ [μmol/（m2·s）] 气孔导度/ [μmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度/ （μL/L） 叶绿素a 叶绿素b 对照 2.52 0.24 36.11 1495.16 303.55 盐碱处理 1.48 0.12 18.94 1025.03 317.62 请分析相关信息，回答下列问题： (1)为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量，在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有 。若用纸层析法对色素进行分离，滤纸条上 （填颜色）的色素带最宽。 (2)逆境条件下，植物净光合速率下降的原因有气孔限制因素和非气孔限制因素，由气孔导度下降影响了CO2的固定速率导致的净光合速率下降称为气孔限制因素，否则为非气孔限制。据表格分析，盐碱处理条件下，导致水稻净光合速率降低的因素属于 （填“气孔”或“非气孔”）限制因素，并分析净光合速率下降的主要原因是 。 (3)已知植物体内的一种激酶（TOR）的活性受光合作用的影响，TOR可进一步促进蛋白质的合成，加快代谢和植物的生长。为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的某植物进行黑暗处理12小时后，再次进行光照处理，实验结果如图1所示，据图可推测出 。 注：RPS6与P-RPS6分别为去磷酸化和磷酸化的某蛋白质；P-RPS6/RPS6值越大，表明TOR活性越强；GLA是一种暗反应抑制剂。 (4)近期，科研团队开发出耐盐碱的海水稻，能在土壤盐分为3%~12%、pH为8以上的中重度盐碱地生长。据所学知识，结合图2中海水稻耐盐碱性相关的生理过程，下列相关叙述正确的选项有_______。 A．海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分 B．海水稻根细胞分泌抗菌蛋白需要转运蛋白协助，体现了细胞膜具有一定的流动性 C．海水稻根细胞可以通过SOS1和NHX两种通道蛋白将细胞质基质中积累的Na+进行转移 D．海水稻根尖细胞可以通过主动运输的方式将H⁺跨膜运输到细胞膜外，以中和盐碱地中过多的碱 10．（2025·辽宁朝阳·三模）“光系统”是指光合生物中能够吸收光能并将光能转变为化学能的多蛋白复合物（其中D蛋白是关键）。高等植物具有两个光系统（光系统Ⅰ和光系统Ⅱ）。在强光照射下，光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现象称为光抑制。许多研究表明位于叶绿体类囊体薄膜上的光系统Ⅱ（PSⅡ）是光抑制的敏感部位，它能在光合过程中传递电子。 (1)光反应产生的氧气到达同一细胞进行有氧呼吸至少穿过 磷脂分子层。A蛋白的作用 。 (2)当给予植物远红光（P*700）照射时，不但能够作用于光系统Ⅰ（PSI）产生NADPH为暗反应提供 ，而且也能够与 结合传递信号调节生命活动。 (3)据图2中的信息，在光呼吸的过程中绿色植物在Rubisco催化下 与C5反应，形成的 中的C原子最终进入线粒体放出CO2。据图推测参与此过程的细胞器有 。 (4)研究发现植物的“光呼吸”能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余光能，对光合器官起保护作用（如图2），在此过程中会产生的副产物在特定条件下会使得O2转化为超氧自由基（O2-），进而会攻击各种生物膜，请简述自由基攻击各种生物膜的原理 11．（2025·陕西宝鸡·一模）种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。小麦种子胚乳中贮存的淀粉，在种子萌发时水解为葡萄糖，作为小麦种子胚细胞呼吸的主要底物。研究人员测得冬小麦播种后到长出真叶（第10天，开始进行光合作用）期间的部分数据如下表。回答下列问题： 时间/d 0 2 4 6 8 种子干重（g） 10.0 11.2 9.8 8.4 7.1 O2吸收量（mmol） 3.2 18.6 54.3 96.5 126.0 CO2释放量（mmol） 4.1 172.7 154.5 112.8 126.0 (1)表中的数据是冬小麦种子在 （填“光照”“黑暗”或“光照或黑暗”）条件下测定的。 (2)冬小麦种子播种后2天，种子释放的CO2量明显大于吸收的O2量，表明此阶段种子胚细胞产生CO2的场所是 。 (3)NADH氧化呼吸链是有氧呼吸的重要呼吸链。在吸收2个电子后，NAD+能与H+结合生成NADH；而NADH在有氧条件下分解为NAD+和H+，释放出2个电子，使H+和电子与O2结合生成水。据此推测，冬小麦种子播种后第8天，NADH分解发生在有氧呼吸第 阶段，种子胚细胞线粒体中合成NADH 的H+来自 （填物质）。 (4)氧化态的TTC呈无色，被NADH还原后呈红色，因此TTC可用于测定种子的活力。将播种后4天的冬小麦种子经不同处理后沿胚中央切开，用TTC处理并观察胚的颜色，结果如下： 项目 甲组 乙组 丙组 丁组 种子处理方式 晒干 适温的水浸泡8h 沸腾的水浸泡30min 不做处理 实验结果 + ++++ - ？ 注：“+”表示出现红色，“+”越多代表颜色越深，“-”表示未出现红色。 理论上，丁组的实验结果可能为 。丙组未呈现红色，原因是 。 12．（2025·湖南永州·一模）无患子果皮可作天然洗涤剂，种仁可榨油，根与果还能清热解毒、止咳化痰。但近年来，其生长态势普遍欠佳，产量偏低。正所谓“庄稼一枝花，全靠肥当家”，为探究氮磷钾配施对无患子生长和光合特性的影响，科研人员对某品种开展了研究，部分数据如下表。回答下列问题： 处理编号 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 气孔导度（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 蒸腾速率（mmol·m-2·s-1） ① 12.56 0.283 23.37 5.57 N1P2K2 17.55 0.29 335.76 6.37 N2P2K2 17.86 0.30 330.19 7.98 N2P2K1 13.20 0.26 351.17 7.41 N₃P2K2 14.83 0.30 318.04 7.09 注：N、P、K所带的数字表示施肥水平，其中0指不施肥，2为当地经验最佳施肥量，1为2的0.5倍，3为2的1.5倍。 (1)若第①组为空白对照组，则其施肥条件应设置为 。缺少N、P会减弱光反应，从而导致光反应为暗反应提供的 减少。 (2)大田试验结果表明，与①组相比，N1P2K2与N3P2K2组的施肥处理均能提高该品种产量，判断依据是 。与N3P2K2组施肥条件相比，N1P2K2组在农业生产上的优势体现在 （答出两点即可）。 (3)表中N2P2K1组净光合速率明显偏低，试从光合作用暗反应的角度分析可能的原因： 。 13．（2025·河北保定·三模）随着全球工业化进程的加速，水体污染问题日益严峻。科研人员关注到重金属镉(Cd)对水生生态系统造成严重威胁。为探究水生植物黑藻和金鱼藻在应对 Cd污染时的生理响应及相互作用，科研人员开展了以下实验：设置0μmol/L(对照组，C)、5μmol/L(低浓度,L)和20 μmol/L(高浓度,H)三个Cd²⁺浓度梯度，分别对黑藻(甲)和金鱼藻(乙)进行单独培养和混合培养，实验过程中保证光照、温度等环境条件适宜且营养物质充足，定期测定两组植物的叶绿素含量、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)以及生物量，实验结果如下图所示。 回答下列问题： (1)实验发现，随着Cd²⁺浓度升高，黑藻和金鱼藻的叶绿素含量均下降，原因可能是 (答出两点)。 (2)在低浓度Cd²⁺环境下，与单独培养相比，两种植物混合培养时生物量 (填“增加”或“减少”)。随着 Cd 污染加重，水生群落会发生 (填类型)演替，高浓度Cd²⁺环境下黑藻种群的年龄结构会变为 型，可能的原因是 。 (3)研究发现，水体中适量的细菌X有助于降解部分污染物，改善水质。若要进一步探究在不同浓度 Cd²⁺污染水体中投放适量细菌X 对黑藻生长的影响，实验设计的自变量是 。 (4)水生生态系统中存在食物链：浮游植物→小型浮游动物→食浮游动物鱼类→食鱼鱼类。当水体受到 Cd污染时，营养级 的生物体内 Cd含量最高，原因是 。 14．（2025·河北保定·三模）为探究基因ZmFDL 对玉米耐旱性的影响，研究人员在相同的干旱条件下种植野生型玉米(WT)、ZmFDL 敲除突变体(KD)及ZmFDL过表达株系(OX),测定了叶片的相对含水量、气孔导度以及抗氧化酶活性，结果见下表。回答下列问题： 类型 叶片相对含水量(%) 气孔导度( (mol⋅m⁻²⁻¹)     抗氧化酶活性( (U⋅mg⁻¹) WT 70 0.25 150 KD 60 0.35 100 OX 80 0.15 200 注：抗氧化酶是生物体内一类极为重要的酶类，主要功能是清除体内产生的过多的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)等自由基，保护细胞免受氧化损伤。 (1)在干旱条件下，植物根细胞会因为 作用失水，导致叶片相对含水量下降。自由水与结合水的比值越 (填“高”或“低”)，植物的抗逆性越强。 (2)CO₂进入气孔后，通过 (填跨膜运输方式)进入叶肉细胞。气孔导度减小，会直接影响叶肉细胞光合作用中的 阶段。 (3)ZmFDL 过表达会使玉米细胞中自由基数量 。 (4)为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了叶片中脯氨酸含量及单株产量，结果如下图。 结合图表，分析 ZmFDL 过表达会使叶片相对含水量发生相应变化的原因：① ；② 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型01 光合与呼吸类 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 考向解读 方法透视 典例引领 变式演练 考向01 生理过程与物质能量转化 考向02 曲线 / 表格数据解读 考向03 速率计算与代谢综合 考向04 实验探究与生产实践 第三部分 新题演练 整合应用，模拟实战 高考真题及命题点 常见设问/关键词 2025·山东：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的原理；黑吉辽蒙：观察叶绿体等实验、光合作用的原理；陕晋青宁、江苏、湖南：实验考查光合作用原理；安徽、广东、河南、四川：光合作用原理、影响光合作用的因素及应用；河北、云南：光合与呼吸的综合； 2024·贵州、广东：色素的提取和分离、光合与呼吸的综合；北京：影响光合作用的因素及应用；湖南、山东、湖北：突变与光合作用原理； 江西、全国、山东、湖北、甘肃、河北：光合作用原理；安徽、湖南、、吉林 2023·湖北、天津、湖南：光合作用原理；北京、江苏、全国：叶绿体中色素的提取和分离；山东、全国、浙江、河北、江苏：光合作用原理及影响因素、光合与呼吸综合；海南：实验探究光照强度对光合作用影响 设问关键词：光合作用过程、影响因素、代谢路径 关键技巧 解答高考生物光合与呼吸类非选择题，核心是理清过程逻辑、用好量化公式并精准分析曲线与实验。首先要牢记总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率，明确 O₂产生量、CO₂固定量对应总光合，O₂释放量、CO₂吸收量对应净光合，避免概念混淆。遇光照或 CO₂骤变类问题，可先判断对光反应或暗反应的影响，再推导 C₃、C₅含量变化，同时区分光合与呼吸中 [H]、ATP 的来源和去路。分析光补偿点、饱和点移动时，紧扣环境条件变化，如温度未超最适则光合增强、饱和点右移。实验类题目需先明确自变量、因变量和无关变量，结论要结合数据与生理原理，确保表述严谨且贴合题意。 思维误区 1、速率概念混淆 易将总光合速率与净光合速率的指标弄混，误把 O₂释放量、CO₂吸收量当作总光合速率的衡量标准，忽略其实际代表净光合速率，而总光合速率需结合呼吸速率（黑暗中 CO₂释放量）计算。 2、[H] 和 ATP 的来源去路混淆 无法区分光合作用光反应产生的 NADPH 与呼吸作用产生的 [H]，以及二者的功能差异；同时易误认为光反应的 ATP 可用于细胞呼吸、主动运输等其他生命活动，实则其仅用于暗反应 C₃的还原。 3、C₃/C₅含量变化逻辑颠倒 分析光照或 CO₂骤变对 C₃、C₅含量影响时，常因忽略 “光反应与暗反应的联动关系” 出错，比如误判 “突然停止 CO₂供应” 时 C₃升高、C₅降低，实际应为 C₃因缺少原料而减少，C₅因消耗减慢而积累。 4、曲线位点移动判断片面 分析光补偿点、光饱和点移动时，仅考虑单一因素（如光照），未结合温度、CO₂浓度等协同影响，例如认为温度升高必然导致光饱和点右移，却忽略温度超过酶最适温度后，光合速率会下降、饱和点反而左移。 5、实验变量把控不当 解答实验题时，易混淆自变量与无关变量，或未保证无关变量的等量控制，比如探究光照强度对光合速率的影响时，未控制温度、CO₂浓度一致；同时实验结论易过度推断，脱离实验数据，得出与题干信息不符的表述。 考向01 生理过程与物质能量转化 该考向为基础题型，聚焦光合（光反应、暗反应）与呼吸（有氧、无氧）的核心过程，重点考查物质转化路径和能量流动规律。常结合过程示意图，要求判断反应场所、填写关键物质（如 ATP、NADPH、C₃/C₅），区分光合与呼吸中 [H]、ATP 的来源和去路，还会涉及 C₄植物、CAM 植物的特殊光合机制。 此类题型的核心解题逻辑为 “定位生理过程→拆解物质能量路径→关联条件动态变化→规范术语作答”，形成可迁移的四步解题模型：​ 1. 通用解题思路与关键步骤​ 第一步：定位过程（判类型 + 定阶段）​ 抓取题干 “场所（类囊体 / 叶绿体基质 / 线粒体 / 细胞质基质）、条件（光照 / 无氧 / O₂浓度）、核心物质（ATP/[H]/C₃/C₅）” 三大线索，快速锁定是光合作用（光反应 / 暗反应）还是细胞呼吸（有氧 / 无氧呼吸），明确具体反应阶段。​ 第二步：拆解路径（理物质 + 析能量）​ 用 “溯源法” 梳理物质流向（如 [H]、ATP 的来源与去路），区分光合与呼吸中同类物质的本质差异（如光合 [H] 为 NADPH，呼吸 [H] 为 NADH）；同步厘清能量转化单向路径（光合：光能→ATP 化学能→有机物化学能；呼吸：有机物化学能→ATP 化学能 + 热能）。​ 第三步：关联条件（推变化 + 找逻辑）​ 针对题干特殊条件（如光照骤降、CO₂中断、O₂浓度变化），先判断直接受影响的阶段，再推导连锁反应（如光照停→光反应停→ATP/NADPH↓→C₃还原减慢→C₃↑/C₅↓），建立 “条件→阶段→物质→能量” 的逻辑链。​ 第四步：规范作答（套模板 + 用术语）​ 依托核心模板组织语言，避免口语化，确保表述精准。 例1.（2025·广西·高考真题）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： 注：μE为光照强度单位μmol.m-2.s-1 (1)第①阶段向培养液中通入3%CO2，目的是 。 (2)第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是 。 (3)据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是 ；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是 。 (4)该系统对助力实现碳中和目标的优势是 。 【答案】(1)为衣藻光合作用提供原料 (2)培养系统中原有的甘醇酸耗尽，大肠杆菌缺乏碳源 (3) 光照强度 光照强度提高导致衣藻光反应增强，一方面使衣藻暗反应合成有机物增多，另一方面CO2/O2比值下降使衣藻产生更多甘醇酸，为大肠杆菌提供更多碳源 (4)可以持续利用CO2合成高价值生物产品，经济效益高 【分析】工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸，而工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品，若将两者共培养，不仅可以消耗大气中的CO2，还能持续产物高价值产品。 【详解】（1）第①阶段向培养液中通入3%CO2，用于单独培养衣藻目的是为衣藻光合作用提供原料。 （2）该培养系统中衣藻可以光合自养，而大肠杆菌只能依赖衣藻产生的甘醇酸作为唯一碳源，第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是培养系统中原有的甘醇酸耗尽，大肠杆菌缺乏碳源。 （3）对比第③阶段和第④阶段可知，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是光照强度，提高光照强度即可显著加快衣藻干重增加。第④阶段提高了光照强度导致衣藻光反应增强，一方面使衣藻暗反应合成有机物增多，另一方面CO2/O2比值下降使衣藻产生更多甘醇酸，为大肠杆菌提供更多碳源，因此两者干重均增加。 （4）相比于其他方式，该系统对助力实现碳中和目标的优势是可以持续利用CO2合成高价值生物产品，经济效益高。 例2.（2025·甘肃·高考真题）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度（μm） 叶绿素含量（μg·g-1） 线粒体暗呼吸 A B A（施氮肥） B（施氮肥） 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 — (1)植物叶片中 可吸收红光用于光合作用， 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低； 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥 （填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是 。 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层 位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是 。 【答案】(1) 叶绿素 光敏色素 类胡萝卜素 (2) 提高 施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少 (3) B B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点 【分析】光合色素包括叶绿素（主要是叶绿素a和b）、类胡罗卜素，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素吸主要收蓝紫光。光敏色素是一种光受体蛋白，能够感受光刺激，调控植物的生长发育。 【详解】（1）叶绿素（主要是叶绿素a和b）是光合作用中的主要色素，能吸收红光（600-700nm）用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光（R, 600-700nm）和远红光（FR, 700-750nm），并通过构象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B位置（低处）的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素（如β-胡萝卜素、叶黄素）主要吸收蓝光（400-500nm），不吸收红光；在冠层中，上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的蓝光，导致B位置PAR降低。 （2）由表中数据可知，施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少。 （3）据表可知，B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点。 1．我国是农业大国，农耕有着悠久历史和灿烂文化。千百年来，农耕对社会生产和生活实践具有重要影响。为探究增产技术，科学工作者对野生型水稻，及诱变得到的一种水稻黄绿叶突变型，在大棚中开展了种植实验。实验结果如下图，请回答下列问题。 (1)适当增加种植密度是提高水稻产量的关键策略，光参与了光反应中的 过程。过度密植导致水稻的中下部冠层光合作用强度降低的原因有 。 (2)测定野生型与突变型两种水稻在不同光照处理下叶片中的光合色素含量，由图可知，突变型叶色变浅主要是由于 含量较低，且在 条件下才会出现黄绿表型。 (3)突变型呼吸特性与野生型植株无差异，但光合特性有明显不同，科研工作者对两种水稻叶片光合作用相关指标进行测定，结果如下表。 株系 光饱和点 （μmol·m-2·s-1） 光补偿点 （μmol·m-2·s-1） CO2饱和点 （μmol·mol-1） CO2补偿点 （μmol·mol-1） 最大净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 野生型 1619 37.65 610.93 56.51 29.47 突变型 1873 56.84 890.14 51.66 45.96 备注：光饱和点、光补偿点和最大净光合速率在大气CO2浓度和适宜温度下测定，CO2饱和点和CO2补偿点在光照强度1200μmol·m-2·s-1和适宜温度下测定。 ①据表可知，突变型对强光环境的适应性更强，依据是 。 ②根据题目及所学知识推测“CO2饱和点”的概念是 。 【答案】(1) 水的光解 中下部冠层光照强度弱，光反应弱；中下部通风不畅，CO2浓度低，暗反应弱 (2) 叶绿素 正常光照 (3) 突变型的光饱和点及最大净光合速率都比野生型更高 达到最大光合速率所需的最小的CO2浓度 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段中光能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。 【详解】（1）水参与光反应阶段中水的光解过程，该过程会产生氧气和H+。光合作用的本质是将光能转化为化学能，因此光是植物光合作用的能量来源。中下部冠层光照强度弱，光反应弱（光反应依赖光照，弱光导致ATP和NADPH生成不足)。中下部通风不畅，CO2浓度低，暗反应弱（暗反应依赖CO2）。 （2）由图实验结果可知，突变体叶色变浅主要是由于叶绿素含量低于野生型。据图可知，正常光照下野生型和突变体叶绿素含量差别较大，遮光条件下野生型和突变体色素含量相差不大，故黄绿表型的出现依赖于正常光照强度。 （3）①表中数据显示，突变型的光饱和点及最大净光合速率都比野生型更高，因而可推测，突变体对强光环境的适应性更强。 ②光饱和点是指的到达最大光合速率所需的最小光照强度，CO2饱和点是指的达到最大光合速率所需的最小的CO2浓度。 2．为研究氮肥对高温胁迫下马铃薯光合作用的影响，研究人员构建了三个氮肥施用量和两个温度条件下的试验体系，在开花后40天测定相关指标，结果如表所示。 温度 施氮肥量 叶绿素总量（mg·g-1） 气孔导度（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 块茎产量（kg·hm-2） RT N0 6.2 0.17 350 17292 N1 8.9 0.19 322 20905 N2 12.9 0.24 310 26583 NT N0 8.3 0.21 305 24567 N1 11.4 0.32 287 28307 N2 14.8 0.46 262 30942 注：RT（高温胁迫）NT（环境温度） N0（不施氮肥）N1（75kg·hm-2）N2（150kg·hm-2） 回答下列问题： (1)照射到叶片的光能 （填“全部”、“大部分”或“少部分”）被位于类囊体膜上的 吸收，其主要吸收 光。 (2)据表分析，高温胁迫下叶绿素总量 ，导致光反应产生 减少，直接影响碳反应的 （过程）。 (3)随着氮肥施用量从N0增加到N2，气孔导度逐渐增加，胞间CO2浓度却逐渐减少，分析原因是 ，说明施氮肥可以 高温胁迫对光合作用的负面影响。 (4)高温胁迫会降低马铃薯块茎产量，而施氮肥可以提高块茎产量，从物质吸收和转运的角度分析原因可能是 （答出1点即可）。 【答案】(1) 少部分 光合色素 红光和蓝紫光 (2) 下降 ATP、NADPH C3的还原（三碳酸的还原） (3) 随着施氮肥量的增加，植物光合作用固定CO2的能力增加，叶肉细胞从胞间吸收的CO2量超过叶片通过气孔从外界吸收的CO2量 缓解 (4)高温胁迫使根系吸收氮素功能减弱，合理追施氮肥可增强根系对氮素的主动吸收能力（或高温胁迫干扰氮素由根系向地上部分的运输过程，施氮肥能激活氮素转运蛋白活性，保障氮素在植株体内的高效分配） 【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上将光能转化为储存在ATP中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP 中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 【详解】（1）在光合作用中，照射到叶片的光能并非全部被吸收，只有少部分光能被类囊体膜上的光合色素吸收，用于光反应，其中，光合色素主要吸收红光和蓝紫光。 （2）从表中数据看，高温胁迫（RT）下，相同氮肥水平的叶绿素总量均低于环境温度（NT）下，表明高温胁迫导致叶绿素总量减少， 叶绿素是光反应的关键色素，其减少导致光反应生成的ATP和NADPH减少，ATP和NADPH用于碳反应中三碳化合物的还原，因此，直接影响C3的还原过程，降低碳反应效率。 （3） 从表中可见，氮肥增加（N0→N2）时，气孔导度增大，有利于CO₂进入叶片，但胞间CO₂浓度反而降低，这是因为光合作用速率提高，CO₂消耗加快，导致胞间CO₂积累减少，叶肉细胞从胞间吸收的CO2量超过叶片通过气孔从外界吸收的CO2量。氮肥通过提高光合效率，缓解高温胁迫对气孔功能（如气孔关闭）和光合碳同化的抑制。 （4）高温胁迫使根系吸收氮素功能减弱，合理追施氮肥可增强根系对氮素的主动吸收能力，因此，高温胁迫会降低马铃薯块茎产量，而施氮肥可以提高块茎产量（或高温胁迫干扰氮素由根系向地上部分的运输过程，施氮肥能激活氮素转运蛋白活性，保障氮素在植株体内的高效分配）。 3．棉花是我国七大传统作物之一，更是农业经济中的重要经济作物，是乡村振兴不可或缺的基础性支撑产业。随着全球人口持续增长，棉花作物的需求不断攀升，在探索提高作物产量的方法中，提升光合作用效率被视为一个潜力巨大的途径。 (1)棉花植株接受光的照射将水分解后释放了电子，最终电子的受体是 ，该过程将光能转化成电能，再转化为 。 (2)在目前主要的棉花栽培方式中，增加种植密度被认为是提高产量的有效手段。然而，随着种植密度的增加，单株生物量和单株产量迅速下降，主要原因是 。 (3)在复杂的田间光环境下，植物通过调整叶片形态和生理结构等生理特性影响作物的光合速率来响应光环境的变化。科研结果表明，相对于低密度种植条件，棉花在高密度种植条件下叶片背面的气孔更小且分布更密集，早期光合速率增加更迅速。请结合测定结果及已学知识，阐明气孔变化对棉花光合作用影响的机理： 。 (4)在低光下，植株表现出茎伸长、叶柄伸长和根系不发达。从物质和能量分配的角度分析其原因是 ，其意义是 。 【答案】(1) NADP+ ATP和NADPH中活跃的化学能 (2)高密度种植加剧了冠层叶片间的遮阴效应，直接导致冠层下部叶片接收光强降低，从而使植株光合作用速率下降，而呼吸速率基本不受影响，因此单株生物量和单株产量下降 (3)在高密度种植条件下，棉花叶片气孔小而密集可更快地吸收CO2，加快了暗反应速率，从而提高了棉花在该环境下的光合速率 (4) 更多的碳（有机物）被分配给茎和叶柄的伸长 这种结构适应有助于植物在低光环境中寻找光线 【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光合作用阶段发生在类囊体膜上，类囊体膜上含有与光反应有关的酶和色素，暗反应发生在叶绿体基质中，包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，叶绿体基质中含有与暗反应有关的多种酶，暗反应需要光反应产生的还原氢和ATP。 【详解】（1）棉花植株接受光照进行光合作用，在光反应阶段，水分解释放了电子，经过电子传递链，最终电子的受体是NADP+；并且该阶段将光能转化成电能再转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。 （2）生物量=光合生产量-呼吸消耗量，随种植密度增加，加剧了冠层叶片间的遮阴效应，直接导致冠层下部叶片接收光强降低，从而植株光合作用速率下降；而植株呼吸速率基本不受影响，因此单株生物量和单产下降。 （3）相对于低密度种植条件，棉花在高密度种植条件下叶片背面的气孔更小且分布更密集，早期光合速率增加更迅速是因为高密度种植条件下的棉花可更快地吸收CO2，加快了暗反应速率，从而提高了棉花在该环境下的光合速率。 （4）在低光下，植株表现出茎伸长、叶柄伸长和根系不发达。这是因为植株将光合作用产生的有机物（碳）更多地分配给茎和叶柄，这种结构适应有助于植物在低光环境中寻找光线。 考向02 曲线 / 表格数据解读 这是高频考向，题干以光照强度、CO₂浓度、温度等为变量，呈现光合速率、呼吸速率的坐标曲线或实验数据表。需结合 “总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率” 的核心公式，分析光补偿点、光饱和点等关键位点的移动规律，判断不同条件下限制光合或呼吸的主要因素。 一、曲线类数据解读技巧​ 三步骤破题法：① 定轴：明确横坐标（自变量：光照 / CO₂/O₂浓度）、纵坐标（因变量：CO₂吸收 / 释放量、O₂产率）；② 找拐点：光补偿点（光合 = 呼吸，CO₂吸收量 = 0）、光饱和点（光合达最大，曲线平缓）、氧浓度临界点（无氧→有氧呼吸切换）；③ 析趋势：上升段（自变量限制反应，如光照弱→光反应不足）、平缓段（非自变量限制，如 CO₂不足→暗反应受限）。​ 速率快速换算：曲线纵坐标若为 “CO₂吸收量”（净光合），需结合黑暗条件下的 “CO₂释放量”（呼吸速率），通过 “总光合 = 净光合 + 呼吸” 换算真实光合速率，避免误将净光合当作总光合。​ 二、表格类数据解读技巧​ 分组对比法：① 找对照组（黑暗组→呼吸速率，空白组→基础值）；② 析实验组差异：同一自变量不同水平（如不同光照强度）下，因变量变化（如 O₂释放量）对应反应阶段变化（光反应增强）；③ 排除干扰：若数据异常，优先考虑无关变量（温度、湿度）影响。​ 数据关联技巧：将表格数据与生理过程绑定，如 “光照组 CO₂吸收量下降”→ 净光合减弱，可能是 “CO₂浓度降低→暗反应 C₃生成减少”，或 “温度过高→酶活性下降”，结合题干条件锁定原因。 例1.（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液（对照） 150 12 10 14 89 培养液+X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用 光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的 时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能 （填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的 （填“甲”或“乙”或“丙”）。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是 。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是 。 【答案】(1) 绿 类囊体/基粒 (2) 促进 丙 x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快 (3)脱落酸含量增加 【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。 2、脱落酸的作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。 【详解】（1）分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体（基粒）时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。 （2）由图可知，与没有添加X的组相比，添加X的组中Y的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。 将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快。 （3）脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植物激素是脱落酸，且其含量增加。 例2.（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用 提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 （填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的 ，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是 。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择 ，依据是 。 【答案】(1) 无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH 红光 (2) ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II） 环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少 (3) 光照强度加倍/光强加倍 甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 【分析】实验的自变量为光照强度和CO2浓度，因变量包括叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。影响光合作用的因素包括内因和外因：内因：色素含量、酶数量等；外因：光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量、矿质元素等。 【详解】（1）叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中，故为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。为减少类胡萝卜素的干扰，应选择红光来测定叶绿素含量。 （2）与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II），从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同，丙组的二氧化碳浓度是甲的二倍，与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多(甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少）。 （3）根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，甲>乙（乙<甲）的光合作用速率（净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量），光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大，故若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择光照强度加倍/光强加倍。 1．橘日灼病是一种植物生理性病害，通常发生在7-9月坐果期，夏季高温和强光会破坏叶绿体中的光合色素，抑制光合作用，严重时会导致果皮出现褐斑，影响果实品质。对树冠外围喷施遮阳剂可在一定程度上防治日灼病，为深入研究日灼病对植物生理活动的影响，确定喷施某遮阳剂的最适浓度，研究人员进行了系列实验，结果如下表所示。请回答下列问题： 处理 叶片温度（℃） 胞间CO₂浓度（μmol·mol-1） 净光合速率（μmol·mol-2·s-1） 日灼果率（%） 单果质量（g） 遮阳剂30倍稀释液 35.51 203.84 7.34 22.03 179.79 遮阳剂50倍稀释液 36.3 220.69 5.54 33.93 166.94 遮阳剂100倍稀释液 40.21 229.79 5.12 55.14 146.73 清水 42.4 243.71 2.39 61.28 128.33 (1)柑橘日灼病发生时，叶绿体中的光合色素会被破坏，直接影响光合作用的 阶段，表中数据表明，使用遮阳剂后叶片温度 ，可减少高温对叶绿素的破坏。 (2)表中数据显示，清水组的日灼果率（%）最高，单果质量（g）最低，据表分析，日灼病导致单果质量下降的主要原因是 。 (3)根据实验结果可知，对柑橘树冠外围喷施该遮阳剂 （填“30”或“50”或“100”）倍稀释液防治日灼病的效果最佳，依据是 。 (4)为减少果实褐斑，在7-9月柑橘坐果期喷施遮阳剂，除遮阳剂的浓度外，还需要考虑的因素有 （从喷施操作角度答出2点）。 【答案】(1) 光反应 降低 (2)清水组的柑橘因日灼病引起净光合速率降低，有机物积累减少，导致单果质量下降 (3) 30 与稀释50倍和100倍相比，喷施遮阳剂30倍稀释液的日灼果率最低，且单果质量最高 (4)喷施遮阳剂的频率/时间/部位/不同遮阳剂的种类等 【分析】光合色素主要作用是吸收、传递和转化光能，利用光能将无机物合成有机物，提高作物产量。 【详解】（1）光合色素在光反应阶段吸收、传递和转化光能，所以光合色素被破坏直接影响光反应阶段。 从表格中“叶片温度”列数据可知，使用遮阳剂后叶片温度比清水组低，可减少高温对叶绿素的破坏。 （2）  清水组日灼果率最高，说明果实受日灼伤害最严重；同时清水组净光合速率最低，光合作用合成的有机物少，而呼吸作用消耗的有机物不变（或受伤害后呼吸作用可能增强），导致积累的有机物减少，所以单果质量下降。 （3）与稀释50倍和100倍相比，喷施遮阳剂30倍稀释液的日灼果率最低，且单果质量最高。故30倍稀释液防治日灼病的效果最佳。 （4）为减少果实褐斑，在7-9月柑橘坐果期喷施遮阳剂，除遮阳剂的浓度外，还需要考虑的因素有喷施遮阳剂的频率/时间/部位/不同遮阳剂的种类等。 2．2021年9月24日，天津工生所在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，合成过程主要如下图所示。回答下列问题： (1)在如图人工淀粉的合成过程中，与无机催化剂相比，体现了酶具有 的特性，从甲醇合成淀粉需要使用不同的酶先后经历 C3、C6化合物的合成，最终合成淀粉，体现了酶的 的特性。 (2)在进行甲醇合成 C3这一步时，科学家们尝试了多种不同酶系组建合成途径，以下是两种酶系在相同的反应条件下反应 10h 后几种中间产物和最终葡萄糖产物的含量表 果糖二磷酸含量（g） 果糖磷酸含量（g） 果糖含量（g） 葡萄糖含量（g） 酶系组合 1 0.84*10-4 0.89*10-4 1.62*10-3 0.51*10-4 酶系组合 2 0.88*10-4 1.32*10-3 2.14*10-4 3.62*10-4 对比酶系组合1与2的各产物含量可知，酶系组合 的反应效率较高。若探究表中几种中间产物在合成反应中出现的先后顺序，常采用的科学方法是 ，采用此方法进行的实验中自变量是 。 (3)为了提高葡萄糖的合成速率，研究小组设计了一系列实验探究果糖合成葡萄糖所需酶的最适温度，为了使实验更符合工程实际，研究小组决定通过测定葡萄糖的生成量间接测定反应速率 ①实验中若将25℃反应组和45℃反应组的温度均调整为35℃，则前者中酶的活性将 ，后者中酶的活性将 。 ②请在该实验的基础上，设计实验进一步探究该反应更精确的最适温度（无需写出产物鉴定的方法），该实验的简要思路为 。 【答案】(1) 高效性 专一性 (2) 2 同位素标记法 反应时间 (3) 升高 升高 在30℃到40℃之间设置一系列更小的温度梯度，反应一段时间后，分别测定葡萄糖的生成量，葡萄糖生成量最多时对应的温度即为该酶更精确的最适温度 【分析】酶具有催化作用，具有高效性、专一性、作用条件较温和等特性。 【详解】（1）酶与无机催化剂相比，具有高效性的特性，能显著降低化学反应的活化能，提高反应速率。从甲醇合成淀粉需要使用不同的酶先后经历C3、C6化合物的合成，最终合成淀粉，体现了酶的专一性的特性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （2）对比酶系组合1与2的各产物含量，酶系组合2中葡萄糖含量更高，所以酶系组合2的反应效率较高。若探究表中几种中间产物在合成反应中出现的先后顺序，常采用的科学方法是同位素标记法。采用此方法进行的实验中自变量是反应时间，通过追踪不同时间同位素标记的中间产物的出现情况，来确定它们的先后顺序。   （3）由图可知，25℃低于该酶的最适温度（约35℃），将25℃反应组的温度调整为35℃，前者中酶的活性将升高；45℃高于该酶的最适温度，将45℃反应组的温度调整为35℃，后者中酶的活性将升高（因为45℃时酶活性已因温度过高有所下降，调至更适温度35℃，活性会升高）。在30℃到40℃之间设置一系列更小的温度梯度，反应一段时间后，分别测定葡萄糖的生成量，葡萄糖生成量最多时对应的温度即为该酶更精确的最适温度。 3．为研究苹果酸对桑树光合作用的影响，研究人员利用不同浓度苹果酸对桑树进行喷施处理，测定其光合指标如表，已知喷施苹果酸对细胞呼吸速率无影响。 苹果酸浓度(g·L⁻¹) 叶绿素含量(mg·g⁻¹) 净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹) 气孔导度(mmol·m⁻²·s⁻¹) 胞间 CO2浓度(μmol·m⁻²·s⁻¹) 0 32.1 3.5 0.08 207.2 1 34.3 4.1 0.14 186.1 2 38.5 6.2 0.21 157.4 3 41.1 8.2 0.32 145.6 4 36.4 5.3 0.16 170.1 (1)光合作用过程中，光反应的产物有 ，其中 是接受 H⁺和电子后生成的。 (2)光补偿点是植物体光合速率与呼吸速率相等时的光照强度、与未喷施苹果酸相比，喷施 2g·L⁻¹苹果酸组桑树光补偿点会 (填“升高”“降低”或“不变”)，从叶绿素含量变化角度分析，原因是 。 (3)与未喷施苹果酸相比，喷施 3g·L⁻¹苹果酸组的气孔导度较高，但胞间 CO₂浓度较低，原因是 。喷施 4g·L⁻¹苹果酸组 (填“能”或“不能”)说明高浓度苹果酸抑制了光合作用，判断依据是 。 【答案】(1) ATP、NADPH、O2 NADPH (2) 降低 喷施2g·L-1苹果酸组叶绿素含量高于对照组，光反应能力增强，较低光照即可使光合速率等于呼吸速率 (3) 气孔导度高使CO₂进入多，同时光合速率高消耗CO₂多 不能 喷施4g·L-1苹果酸组净光合速率(5.3)高于对照组(4.1)，未体现抑制作用 【分析】影响光合作用的环境因素。 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】（1）在光合作用的光反应阶段，叶绿体中的色素吸收光能，一方面将水分解为氧气（O2）和H+、电子；另一方面在酶的催化下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP；同时，NADP+（氧化型辅酶 Ⅱ）接受H+和电子，生成NADPH（还原型辅酶 Ⅱ）。所以光反应的产物有ATP、NADPH、O2，其中NADPH是接受H+和电子后生成的。 （2）光补偿点是光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。已知喷施苹果酸对细胞呼吸速率无影响，喷施2g⋅L−1苹果酸组的叶绿素含量高于对照组（未喷施苹果酸组）。叶绿素能吸收、传递和转化光能，叶绿素含量高，光反应能力就强，在较低的光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH就足以让暗反应正常进行，使光合速率等于呼吸速率，所以与未喷施苹果酸相比，喷施2g⋅L−1苹果酸组桑树光补偿点会降低。 （3）对于 “与未喷施苹果酸相比，喷施3g⋅L−1苹果酸组的气孔导度较高，但胞间CO2浓度较低”：气孔导度高有利于CO2进入叶片，而同时该组光合速率高，会消耗更多的CO2用于暗反应，所以胞间CO2浓度较低。对于 “喷施4g⋅L−1苹果酸组能否说明高浓度苹果酸抑制了光合作用”：判断是否抑制光合作用，可看净光合速率。对照组（未喷施苹果酸组）净光合速率为3.5μmol⋅m−2⋅s−1，喷施4g⋅L−1苹果酸组净光合速率为5.3μmol⋅m−2⋅s−1，高于对照组，说明光合速率是提高的，未体现抑制作用，所以不能说明高浓度苹果酸抑制了光合作用。 考向03 速率计算与代谢综合 侧重量化分析，以 O₂释放 / 产生量、CO₂吸收 / 固定量、有机物积累 / 合成量为指标，结合实际场景（如光照 - 黑暗交替、不同作物品种差异）设计计算。需准确区分总光合与净光合的衡量指标，解决全天有机物积累量、特定条件下速率比值等实际问题，部分题目还会关联细胞呼吸的能量分配。 一、速率计算核心技巧（精准破题）​ 1、三大速率区分与换算：呼吸速率（R）取黑暗组 CO₂释放 / O₂消耗量；净光合速率（P 净）取光照组 CO₂吸收 / O₂释放量；总光合速率（P 总）= P 净 + R（核心公式，必考）。若题干出现 “CO₂固定量”“O₂产生量”，直接对应总光合，无需换算。​ 2、三步计算法：先找黑暗组定 R，再取光照组定 P 净，最后套公式算 P 总。有机物换算需结合反应式，6mol CO₂对应 1mol 葡萄糖，例：总光合消耗 CO₂ 12mg/h，葡萄糖生成量 =（12÷44）×（180÷6）≈0.82mg/h。​ 3、昼夜积累计算：一昼夜有机物积累量 = 白天 P 净 × 光照时长 - 夜间 R× 黑暗时长，注意区分昼夜时长，避免漏算夜间消耗。​ 二、代谢综合解题框架（逻辑闭环）​ 1、单一条件分析：光照影响光反应（ATP/[H]），CO₂影响暗反应（C₃生成），温度影响酶活性。按 “条件→代谢阶段→速率变化→结果” 作答，例：“光照增强→光反应增强→P 总升高→P 净增加，CO₂吸收量上升”。​ 2、多条件综合：优先找限制因素，若自变量提升后速率不变，切换条件后速率上升，则该条件为限制因素。答题句式：“CO₂浓度为限制因素→暗反应受限→增加 CO₂后 C₃增多，P 总升高”。​ 三、避错关键（踩分保障）​ 1、术语规范：“光合速率” 指总光合，“积累量” 指净光合，避免混淆。​ 2、条件对应：黑暗组仅测呼吸，光照组是光合 + 呼吸，勿用光照数据算 R。​ 3、逻辑完整：推导需含中间过程，如 “温度过高→酶活性下降→光合呼吸均降→光合酶更敏感，P 净下降”。​ 4、单位统一：答案单位与题干一致（如 mg/h），切勿漏写。 例1.（2025·天津·高考真题）为研究低氧条件下光合作用与呼吸作用的关系，采集某植物叶片，将叶柄浸入后，放于氧气置换为的密闭装置中，浓度设正常（21%）和低氧（2%）两个水平，测定短时间内、不同光照条件下的净光合速率和呼吸作用速率。其中，净光合速率=光合作用速率-呼吸作用速率。结果如下： (1)光照条件下，密闭装置中逐渐减少，而逐渐增加，此时呼吸作用消耗的氧气来源于 和 。设最初密闭装置中的量为，120秒后测得的量为，的量为，叶片面积为，则净光合速率为 。 (2)低氧下，光照强度下，叶片光合作用速率为 。 (3)低氧在 （光照、黑暗、光照和黑暗）条件下构成呼吸作用的限制因素。 (4)在两种氧浓度下，将叶片置于光照（强度为）、黑暗各1小时后，测定叶片中的糖含量。请推测低氧对叶片糖积累是否有利，并给出相应理由： 。 【答案】(1) （或光合作用） 光合作用（或） (2)10.7 (3)黑暗 (4)有利，因为光照时两种氧浓度下净光合速率相同，但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低 【分析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。光合作用的色素主要吸收红光和蓝紫光。 【详解】（1）光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用：叶柄浸入H218O，光合作用光反应会产生18O2。呼吸作用消耗的氧气有两个来源：① 18O2；② 光合作用。净光合速率是单位时间单位面积的氧气积累量：初始18O2为xμmol，120秒后18O2为yμmol，16O2为zμmol。总氧气积累量为(y+z−x)μmol（最终总氧气量y+z减去初始x）。时间为120秒，叶片面积为am2，因此净光合速率为(y+z-x)/(120×a)μmol/(m2⋅s)。 （2）从左侧 “光照强度 - 净光合速率” 图可知，低氧（2% O2）条件下，500μmolPAR/(m2⋅s)时净光合速率为 10 μmol/(m2⋅s)。从右侧 “氧浓度 - 呼吸作用速率” 图可知，低氧（2% O2）黑暗条件下呼吸作用速率为 0.7 μmol/(m2⋅s)。光合作用速率 = 净光合速率 + 呼吸作用速率，因此光合作用速率为10+0.7=10.7μmol/(m2⋅s)。 （3）光照条件下，21% 和 2% O2的呼吸作用速率几乎一致，说明低氧在光照下对呼吸无限制。黑暗条件下，21% O2的呼吸速率高于 2% O2，说明低氧在黑暗条件下限制了呼吸作用。 （4）光照时，两种氧浓度下净光合速率相同（由左侧图可知，500μmolPAR/(m2⋅s)时净光合速率一致），说明光照下有机物积累量相同。黑暗时，低氧下呼吸作用速率更低（由右侧图可知，黑暗条件下低氧呼吸速率小于正常氧），说明黑暗下低氧消耗的有机物更少。综上，低氧对叶片糖积累有利，理由是：光照时两种氧浓度下净光合速率相同，但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低，总有机物积累更多。 1．玉米等高产作物具有一种浓缩机制，部分过程见下图1。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放，提高了Rubisco附近的浓度。 (1)在光合作用中NADPH的作用是 。由这种浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 反应（填“吸能”或“放能”）。 (2)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可进一步提高植物光合作用的效率。图2是将玉米的PEPC基因与PPDK酶（催化PEP的生成）基因导入水稻后，在某一温度条件下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图3是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。 ①图2是在 ℃条件下测得的数据，原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为 （答出2点）。 ②据图2可知，高光照强度下，转基因水稻的净光合速率大于原种水稻。为了探究“高光照强度下，转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”，科研人员利用了“减法原理”进行研究，除利用转双基因水稻外，科研人员需要用到的试剂有 。 (3)结合上述材料，请分析在光照强度较高时，转基因水稻的净光合速率大于原种水稻的原因是 。 【答案】(1) 作为还原剂，参与暗反应中C3的还原，并提供能量 高于 吸能 (2) 30 二氧化碳浓度、温度 抑制PEPC酶活性的试剂、抑制PPDK酶活性的试剂 (3)转基因水稻导入的基因编码的酶提高了对二氧化碳的固定能力或利用效率，使暗反应速率加快，从而在高光照强度下净光合速率大于原种水稻 【分析】分析图1可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中，细胞质需要的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供； 分析图2：两种水稻的起点相同，说明呼吸速率相同，其中A表示原种水稻在某温度下的光饱和点，A点以前限制光合作用的因素是光照强度，A点之后的限制因素主要是温度和二氧化碳浓度；分析图3：图示表示不同温度条件下，在光照为1000Lux下两种水稻的净光合速率，两种水稻的相关酶最适温度都为35℃。 【详解】（1）在光合作用中，NADPH作为还原剂参与暗反应中三碳化合物的还原过程，同时还能为该过程提供能量；从CO2浓缩机制来看，PEPC能够将CO2固定并浓缩，使得CO2能够更有效地被Rubisco利用，这说明PEPC与无机碳亲和力高于Rubisco，才能先于Rubisco结合无机碳进行浓缩；图中由Pyr转变为PEP的过程，需要消耗ATP水解释放的能量，消耗能量的反应属于吸能反应。 （2）①由图3可知，在光照强度为1000Lux时，转双基因水稻和原种水稻的净光合速率都是，25umol·m-2·s-1)，则对应于图3中的30℃的净光合速率，所以图2是在30℃条件下测得的数据。A点为原种水稻的光饱和点，光饱和点之后限制光合作用的主要环境因素有二氧化碳浓度和温度。 ②要探究“高光照强度下，转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”，利用“减法原理”，除了转双基因水稻外，还需要用到的试剂有能抑制PEPC酶活性的试剂、能抑制PPDK酶活性的试剂。通过分别抑制这两种酶的活性，观察转基因水稻光合速率的变化，从而确定与导入的双基因编码的酶的相关性。 （3）在高光照强度下，转基因水稻的净光合速率大于原种水稻，原因可能是转基因水稻导入了玉米的PEPC基因与PPDK酶基因，这些基因编码的酶可能提高了对二氧化碳的固定能力或利用效率，从而使暗反应速率加快，即使在高光照强度下，也能更高效地进行光合作用，使得净光合速率大于原种水稻。 2．Rubisco羧化酶/加氧酶是一种双功能酶，既能催化C₅与二氧化碳的结合，参与光合作用；同时也能催化C₅与氧气结合，参与光呼吸。科研团队发现某转基因水稻品系（OE）中，光反应关键基因OsFTR的过表达显著提升了光能转化效率。为探究其对光合作用与呼吸作用的影响，研究人员在自然光照条件下测定野生型（WT）与OE植株的生理指标（光合作用速率、呼吸作用速率和光呼吸速率均以O2的释放或利用来衡量），部分数据如下表： 测量指标 WT OE 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 22.3±1.2 28.7±1.5 呼吸速率（μmol·m-2·s-1） 3.1±0.3 4.8±0.4 叶绿素a/b比值 3.2 2.6 光呼吸速率（μmol·m-2·s-1） 1.8±0.2 0.9±0.1 已知：光呼吸会消耗ATP和NADPH，且与CO2浓度密切相关；OE植株的Rubisco酶羧化效率提高20%。 (1)结合表格分析，OE植株净光合速率显著高于WT的原因可能包括：①叶绿素a/b比值降低，表明叶绿素 （填“a”或“b”）比例增加，增强了对 光的吸收能力。②光呼吸速率降低，减少 的浪费，同时Rubisco酶羧化效率提升促进 。 (2)若将WT和OE植株分别置于密闭玻璃罩内24小时，其中12小时光照和12小时黑暗，OE植株的O2净释放量比WT高 %（小数点后保留1位）。 (3)科研团队又计划利用酶的专一性原理，设计实验测定水稻的光呼吸强度。已知光呼吸的关键酶（如Rubisco加氧酶或乙醇酸氧化酶）在特定条件下催化专一反应，而暗呼吸（线粒体呼吸）在光照和黑暗条件下均可进行。请补充以下实验思路： ①取生长状况相同的水稻叶片均分为两组，A组用 （填“乙醇酸氧化酶抑制剂”或“Rubisco加氧酶抑制剂”）处理，B组用等量蒸馏水处理。 ②将两组叶片置于 （填“光照”或“黑暗”）条件下，其他环境条件（温度、湿度等）保持适宜且相同。 ③一段时间后，分别测定两组叶片单位时间内O2的 （填“释放量”或“吸收量”）分别为A和Bμmol·m-²·s-¹。 ④通过A与B的关系式 即可计算出水稻在该条件下的光呼吸速率。 【答案】(1) b 蓝紫 ATP和NADPH 暗反应 (2)24.5% (3) 乙醇酸氧化酶抑制剂 光照 释放量 A-B 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个过程，光反应的场所在类囊体薄膜上，将光能转化为活跃的化学能，暗反应的场所在叶绿体基质中，将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。 【详解】（1）叶绿素a/b比值降低，表明叶绿素b比例增加。叶绿素b主要吸收蓝紫光，因此增强了对蓝紫光的吸收能力。光呼吸会消耗ATP和NADPH，OE植株光呼吸速率降低减少了这两种物质的浪费。同时，Rubisco酶羧化效率提升促进了暗反应中CO2的固定，从而提高净光合速率。 （2）植物在光下同时进行呼吸作用、光合作用和光呼吸，暗处不进行光合作用和光呼吸，计算过程： WT植株24小时净O2释放量：光照12小时的净光合速率=22.3μmol·m-2·s-1，黑暗12小时的呼吸速率=3.1μmol·m-2·s-1，总净释放量=（22.3×12×3600）-（3.1×12×3600）=19.2×12×3600μmol·m-2.；OE植株24小时净O2释放量：光照12小时的净光合速率=28.7μmol·m-2·s-1，黑暗12小时的呼吸速率=4.8μmol·m-2·s-1，总净释放量=（28.7×12×3600）-（4.8×12×3600）=23.9×12×3600μmol·m-2。故百分比增幅：（23.9-19.2）/19.2×100%=24.5%。 （3）光呼吸是在光下进行的，但光下会进行光合作用和暗呼吸，要在光下设置两组，一组抑制其光呼吸为实验组，另一组作对照不抑制光呼吸。Rubisco酶既催化CO2的固定，参与光合作用，也催化光呼吸，为避免抑制Rubisco酶对光合作用的影响而干扰光呼吸的测定，所以不选Rubisco酶抑制剂，而选乙醇酸氧化酶抑制剂。乙醇酸氧化酶也是光呼吸的关键酶，抑制后光呼吸被阻断，保留暗呼吸（线粒体呼吸）。在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用一般大于呼吸作用，A组光呼吸被抑制后，A组在光照下的O2释放量A中不包括光呼吸，是光合作用与暗呼吸的差值。B组（对照组）在光照下的O2释放量B为光合作用与暗呼吸和光呼吸的差值，因此光呼吸速率=A-B。 3．（2025·河南信阳·二模）请回答有关光合作用的一组问题： （一）1883年，德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体）研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所示： (1)描述B情况下细菌的分布情况： 。 (2)恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是： 。 (3)如果可使用水草、台灯、颜色滤光片及实验室常备的物品设计一个实验装置，定量检测上题所得的结论是否正确，你将收集的数据是 。 （二）用某种绿色植物大小相似的叶片，分组进行实验。首先称量实验前的叶片重量，再置于不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化；立刻再光照l小时（光照强度相同），再测其重量变化，得到如下结果。 组别 一 二 三 四 温度（℃） 27 28 29 30 暗处理后的平均重量变化（mg） -1 -2 -3 -4 光照后的平均重量变化（mg） +3 +3 +3 +2 (4)暗处理时，随温度升高，叶片重量具体变化趋势为 ，其原因是 。 (5)光照后，光合作用产生氧气量最多的是第 组叶片。28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为 mg。 （三）将一绿色植物放入一个三角瓶中，如下图所示。在瓶中安放一个测定CO2浓度的传感器，将瓶口用橡皮塞塞上。传感器的另一端与计算机连接，以监测一段时间内瓶中CO2浓度的变化。如果用此装置进行植物光合作用速率的测定，请回答 ： (6)在适宜条件下，首先将该装置置于 条件下，此时测得的数值表示 。 (7)再将该装置置于 下，此时测得的数值表示 。 (8)如果上图为该植物在步骤①、②中测得的实验数据，根据图中数据，该植物在单位时间（min）内光合作用速率为 。 【答案】(1)细菌均匀分布在绿藻周围（细菌均匀分布在叶绿体周围） (2)找出不同光质对光合作用（速率）的影响 (3)单位时间（或某段时间）内产生的氧体积（或释出的氧气泡数目） (4) 减少量增加 叶片只进行呼吸作用，温度升高，酶的活性增强，分解有机物增多 (5) 四/4 7/七 (6) 适宜光照 该条件下植物光合速率与呼吸速率的差值（即净光合速率） (7) 黑暗 该条件下植物呼吸作用速率 (8)82.55ppm/min 【分析】表格分析：植物呼吸作用2小时，光合作用1小时，所以植物的实际光合作用量=光照后的平均重量变化+2暗处理后的平均重量变化。 【详解】（1）B状态光照条件下，叶绿体受光均匀，叶绿体进行光合作用，生成氧气，所以好养菌分布在带状叶绿体周围。 （2）C图控制的是不同光质作用于叶绿体，目的是探究不同光质对光合作用的影响。 （3）使用水草、台灯、颜色滤光片及实验室常备的物品设计一个实验装置，定量检测光合作用强度，可以以单位时间内氧气的释放量或气泡数目来代表光合作用强度。 （4）暗处理时，由于叶片只进行呼吸作用，且随温度升高，酶的活性增强，分解有机物增多，导致叶片重量减少。 （5）由表格分析可知，植物呼吸作用2小时，光合作用1小时，所以植物的实际光合作用量=光照后的平均重量变化+2暗处理后的平均重量变化，以此公式计算，则第一组到第四组的实际光合作用量依次是5mg、7mg、9mg、10mg，所以光照后，光合作用产生氧气量最多的是第四组叶片。28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为3+2×2=7mg。 （6）应用该装置检测光合作用速率时，应先将装置置于黑暗处进行饥饿处理，此时测得的CO2的变化是细胞呼吸的速率（或者将该装置置于适宜的光照条件下，此时CO2的变化率为光合作用的速率）。 （7）再将该装置置于适宜的光照条件下，此时CO2的变化率为光合作用的速率（或者将装置置于黑暗处进行饥饿处理，此时测得的CO2的变化是细胞呼吸的速率）。 （8）由图，纵坐标为CO2的变化量，每个小格为50个单位，则经3分钟的光照，CO2减少（1800-150），光合作用速率为（1800-150）÷23=71.74ppm/min；在37分钟内，细胞呼吸导致CO2浓度上升（550-150） =400，则其细胞呼吸速率为400÷37=10.81ppm/min，则光合作用的实际速率为71.74+10.81=82.55ppm/min 。 考向04 实验探究与生产实践 该考向融合实验设计与原理应用，实验类常要求分析自变量、因变量和无关变量，完善实验步骤或推导结论（如探究某因素对光合速率的影响）；实践类则结合农业生产场景，考查光合与呼吸原理的应用，如大棚补光、夜间降温、合理密植的机理，或逆境（涝害、盐碱）下植物的代谢适应策略。 一、实验探究类解题技巧 1、实验设计三原则：遵循对照（空白 / 自身对照，如黑暗组 vs 光照组）、单一变量（仅改变自变量，如 CO₂浓度）、重复原则。答题需明确 “自变量→因变量→无关变量控制”，例：“探究光照强度对光合速率的影响，自变量为光照强度，因变量为 O₂释放量，控制温度、CO₂浓度一致”。 2、结果分析技巧：对比实验组与对照组数据，结合 “总光合 = 净光合 + 呼吸” 推导结论。若光照组 CO₂吸收量下降，可能是光反应减弱或暗反应受限，需关联条件（如遮光→光反应不足）。 3、误差分析要点：从装置漏气、温度波动、仪器精度等角度分析，例：“密闭装置 CO₂浓度测量值偏低，可能是装置漏气导致 CO₂散失”。 二、生产实践类解题技巧 1、核心逻辑：围绕 “提升总光合、降低无效呼吸、延长光合时间”，结合环境条件调控。如农业中 “合理密植”→ 提高光照利用率，“增施有机肥”→ 增加 CO₂供应。 2、场景对应技巧：① 保鲜储存：低温、低氧（抑制呼吸消耗），避免无氧呼吸产酒精；② 作物增产：光照充足、适宜 CO₂浓度（促进光合），昼夜温差大（白天光合强，夜间呼吸弱，积累有机物）。 3、答题句式：“措施→影响过程→结果”，例：“大棚通风→增加 CO₂浓度→暗反应中 C₃生成增多→总光合速率提升→作物增产”。 三、避错关键 1、实验题需写清 “变量 + 检测指标”，避免笼统表述（如 “测光合速率” 需具体为 “测 O₂释放量”）。 2、实践题紧扣 “光合与呼吸平衡”，勿只谈光合忽略呼吸（如保鲜不能无氧，需低氧）。 3、术语规范：“CO₂施肥”“光补偿点”“有氧呼吸抑制” 等核心术语必含，逻辑链条完整。 例1.（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为 ，据图甲分析其原因是 。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取 叶片； ②分别制作等体积的 悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加 的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为 。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒 号的抗逆性更强。 【答案】(1) 下降 叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降 (2) 等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号 离体叶绿体 足量且等量 同一辣椒品种第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 (3)1 【分析】分析图甲可知，将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，辣椒1号的气孔导度和总叶绿素含量均高于辣椒2号，与辣椒1号相比，辣椒2号的叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标下降幅度较大，说明辣椒2号的抗逆性不如辣椒1号。 【详解】（1）根据图示信息可知，在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的叶片气孔导度均下降，叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降。因此两者的光合速率变化趋势均为下降。 （2）根据题意信息可知，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。现在想要利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理来检验辣椒2号和辣椒1号的叶绿体的光反应功能。首先分别取等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号的叶片，制作对应的等体积的离体叶绿体悬浮液；向各悬浮液中分别滴加足量且等量的试剂D溶液，让其反应一段时间后，测定悬浮液中无色还原态的试剂D的含量，根据推测“长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高”，预期实验结果应是：同一辣椒品种在第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 （3）根据小问（1）（2）可知，辣椒2号的叶片气孔导度和总叶绿素含量下降幅度更大，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高，初步判断辣椒1号的抗逆性更强。 例2.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco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（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是 。 (2)据图分析，当胞间CO2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①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1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CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3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。 【答案】(1) 基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能 (2) 光照强度 CO2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，光合速率高。 (3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 【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）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C5与CO2结合生成C3。在C3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（CH2O），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（CH2O）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）。据图分析，当胞间CO2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CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于于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的有较高的光照强度，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，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线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，光合速率高。 （3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 1．光照是植物生长发育的能量和信号来源，CO2是作物光合作用的主要原料之一，其浓度的高低影响作物光合产物的合成，这两个因素都参与植物生长发育和生理生化过程。实验人员探究增加CO2与LED补光对日光温室辣椒光合特性和品质的影响，以期为提高日光温室辣椒产量和品质提供理论依据，结果如下表。回答下列问题： 表1  试验处理及叶绿素含量 组别 LED光 CO2浓度/（μL⋅L-1） 叶绿素含量/（mg⋅g-1） L1C1 自然光 400 1.02 L1C2 自然光 800 1.29 L2C1 R∶B=5∶1 400 1.34 L2C2 R∶B=5∶1 800 1.77 注：R为红光，B为蓝紫光 表2  增施CO2，与LED补光互作对辣椒光合作用的影响 组别 净光合速率 Pn/（mmol⋅m-2s-1） 胞间CO2浓度 Ci/（μmol⋅mol-1） 气孔导度 Gs/（mmol⋅m-2s-1） L1C1 13.00 0.20 279.28 L1C2 13.63 0.33 318.00 L2C1 14.45 0.27 304.67 L2C2 17.77 0.50 340.45 (1)从辣椒的叶肉细胞中提取光合色素一般所用的试剂是 ，可通过观察滤纸条上 色素带的宽度或颜色深浅大体估算叶绿素的含量。 (2)与L1C1组相比，L2C1净光合速率更高，其原因包括两个方面，一是补光后，叶绿素含量升高，可吸收更多的光能用于光反应，为暗反应提供更多的光反应产物 ；二是补光后 ，可固定更多的CO2用于暗反应。 (3)如果增设一组补白光组，其光照强度和CO2浓度与L2C2组完全相同，推测该组净光合速率比L2C2组 （填“高”或“低”），理由是 。 (4)根据以上信息，为日光温室辣椒的增产增收提出一条可行性建议： 。 【答案】(1) 无水乙醇 蓝绿色和黄绿色 (2) ATP和NADPH 气孔导度（Gs）增大 (3) 低 白光包含多种波长的光，而红光和蓝紫光（R∶B=5∶1）更有利于叶绿素吸收和光合作用效率的提升，因此L2C2组的净光合速率更高 (4)增加 CO2浓度和合理使用 LED 补光灯，特别是富含红光和蓝紫光的灯光 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）光合色素易溶于有机溶剂，通常提取这类物质所用的试剂是无水乙醇；叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，可通过观察滤纸条上黄绿色（叶绿素 b）和蓝绿色（叶绿素 a）色素带的宽度或颜色深浅大体估算叶绿素的含量。 （2）分析表格数据可知，与 L1C1 组相比，L2C1 组使用了 R∶B=5∶1 的 LED 光进行补光，从光反应的角度来看，补光后，辣椒叶肉细胞中的叶绿素含量升高，这使得植物能够吸收更多的光能用于光反应，从而产生更多的光反应产物 ATP 和 NADPH，用于暗反应；从暗反应的角度来看，补光后，气孔导度增大，这意味着植物能够吸收更多的 CO₂，进而固定更多的 CO₂用于暗反应，提高了暗反应的速率。因此，L2C1 组的净光合速率比 L1C1 组更高。 （3）如果增设一组补白光组，其光照强度和 CO₂浓度与 L2C2 组完全相同，推测该组净光合速率比 L2C2 组低；理由是叶绿体中的色素主要吸收特定波长的光进行光合作用，其中红光和蓝紫光是辣椒进行光合作用的主要光源。与 L2C2 组相比，白光的光谱中虽然包含了所有可见光，但红光和蓝紫光的比例相对较少。而 L2C2 组使用了 R∶B=5∶1 的 LED 光，这种光源更接近于辣椒进行光合作用所需的最适光谱，因此更有利于辣椒的光合作用。 （4）根据以上信息，为日光温室辣椒的增产增收提出的一条可行性建议是：增加 CO₂浓度和合理使用 LED 补光灯，特别是富含红光和蓝紫光的灯光。这是因为增施 CO₂可以提高辣椒的净光合速率，而使用富含红光和蓝紫光的 LED 补光灯则可以提高光能利用率，从而促进辣椒的光合作用和生长发育，最终达到增产增收的目的。 2．海带是我国北方大规模养殖的食用海藻，具有重要的经济价值。养殖区重金属离子超标会造成海带大幅减产。研究发现，在一定浓度的Cu2+溶液中，短时间内海带细胞中叶绿素含量显著下降，同时Cu2+还可通过抑制光合电子传递过程，使ATP的合成受阻。科研人员定量研究了水体中Cu2+对海带光合作用、呼吸作用的影响，得到如下图所示的结果。回答下列问题： (1)叶绿素在海带细胞中分布的具体部位是 ，Cu2+可使ATP的合成受阻，直接抑制暗反应中 过程。 (2)参照实验结果，请补充完善以下实验过程。 a.测定净光合作用速率： ①取5个透明瓶，分别装入等量的0.00mg/L、0.25mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、5.00mg/L浓度Cu2+溶液，测定初始时瓶内溶氧量。 ② ，分别放入上述各瓶中。 ③ ，测定瓶内溶氧量。 b.测定呼吸速率：在利用同样装置测定呼吸速率时，需要对装置进行 处理。 (3)分析图示结果，不同浓度的Cu2+对海带光合作用、呼吸作用的影响可概括为： 。 【答案】(1) （叶绿体）类囊体膜 C3的还原 (2) 将适量生理状态相同的海带随机分成等量的5组 将瓶口密封置于适宜光照下一段时间后 遮光（黑暗） (3)不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用；Cu2+在浓度较低时，促进海带的呼吸作用，Cu2+在浓度较高时，抑制海带的呼吸作用 【分析】题意分析，由于用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，所以光照结束时溶氧量和光照开始时溶氧量的差值就是净光合作用速率，净光合作用速率和呼吸作用速率之和是总光合作用速率。 【详解】（1）叶绿素在海带细胞中分布的具体部位是叶绿体类囊体膜；Cu2+抑制光合电子传递过程，ATP的合成受阻，无法为暗反应提供能量，所以会直接抑制暗反应中C3的还原。 （2）科研人员定量研究了水体中Cu2+对海带光合作用、呼吸作用的影响。实验的自变量是铜离子浓度的不同，因变量是光合作用速率和呼吸速率的变化，测量指标是溶氧量的变化。将海带分别放入含不同浓度Cu2+溶液的透明瓶中，将瓶口密封置于光下一段时间。由于用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，所以光照结束时溶氧量和光照开始时溶氧量的差值就是净光合作用速率， 在利用同样装置研究呼吸作用时，为了避免光合作用对呼吸速率中氧气的影响，需要对装置进行遮光处理。 （3）由题图纵轴数据可知，在Cu2+浓度为1.00 mg/L时，溶氧量的相对变化为负值，说明光合放氧率小于呼吸耗氧率；真光合速率即总光合速率，其等于净光合速率与呼吸速率之和；识图可知，Cu2+浓度为0.50 mg/L时的溶氧量的变化为正值，说明光合强度大于呼吸强度，故Cu2+浓度为1.00 mg/L时的真光合速率小于Cu2+浓度为0.50 mg/L时的真光合速率。通过实验组和对照组对比识图可知，不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用；Cu2+在浓度较低时，促进海带的呼吸作用，Cu2+在浓度较高时，抑制海带的呼吸作用。 3．景天科植物八宝景天存在特殊的 CO₂固定方式，称为景天酸代谢途径（CAM）。八宝景天夜晚气孔开放，通过一系列反应将 CO₂固定于苹果酸，并储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出 CO₂，供暗反应利用，过程如图所示。回答下列问题： (1)夜晚 CO₂固定于苹果酸的过程属于 （填“吸能”或“放能”）反应。④过程需要的能量物质是 。 (2)白天八宝景天叶肉细胞进行光合作用所需的 CO₂来自 。 (3)研究人员进一步研究了干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的吐絮期棉株平均分成三组，其中一组为对照组，另两组设置为中度干旱和严重干旱组，相同条件下，光合作用一段时间后，测定主茎叶中¹⁴C 在不同部位光合产物中的分布情况，得到下表中的数据： 不同干旱胁迫吐絮期上部主茎叶中¹⁴C 光合产物的分配（%） 处理 对照 中度干旱 严重干旱 处理 对照 中度干旱 严重干旱 饲喂叶 54.33 52.48 50.57 果枝其他 0.57 0.27 0.21 第二果节铃 1.78 31.46 40.86 上位果枝 0.12 0.05 0.05 第二果节叶 0.07 0.07 0.06 下位果枝 0.13 0.22 0.31 第三果节铃 0.01 0 0 其他 42.96 15.45 8.14 第三果节叶 0.04 0 0 ①由表中数据可知，主茎叶中的光合产物主要分布在 中， 条件下，饲喂叶向下位果枝运输的光合产物比例最大。 ②大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行，原因 。 【答案】(1) 吸能 ATP、NADPH (2)苹果酸分解和细胞有氧呼吸 (3) 饲喂叶和第二果节铃 严重干旱 既能降低蒸腾作用强度，减少水分的散失，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行 【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。景天科植物晚上气孔开放，吸收CO2以苹果酸的形式储存起来，白天苹果酸释放出CO2，用于光合作用。 【详解】（1）据图可知，八宝景天夜晚气孔开放，通过一系列反应将CO2固定于苹果酸，此过程需要NADH分解提供能量，因此推测夜晚CO2固定于苹果酸的过程属于吸能反应。④过程表示C3的还原，此过程需要光反应产生的ATP和NADPH供能和供氢。 （2）据图分析可知，参与卡尔文循环的CO2直接来源于苹果酸的分解，同时细胞呼吸作用产生的CO2也作为卡尔文循环的直接来源。 （3）①由表中数据可知，主茎叶中的光合产物主要分布在饲喂叶和第二果节铃，饲喂叶中更多。在严重干旱的条件下，饲喂叶向下位果枝运输的光合产物比例最大（0.31）。 ②气孔振荡既能降低蒸腾作用强度，减少水分的散失，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行，有利于植物生理活动的正常进行。 1．（2025·广东肇庆·一模）S基因的表达产物——S蛋白是位于植物保卫细胞膜上的阴离子通道蛋白，参与保卫细胞渗透压的调控（渗透压升高，气孔开度增大，相反则减小），它与R基因、H基因共同参与气孔的开闭。为探究高CO2浓度时气孔开度的调控机制，研究者利用野生型（WT）、S基因功能缺失体s、R基因功能缺失体r、H基因功能缺失体h及R/H双基因功能缺失体r/h进行了相关实验，结果如图。 (1)气孔开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、呼吸作用以及 等生理过程（答出1点即可）。 (2)据左图可知，当CO2浓度升高时，突变体s较WT的气孔开度下降较少，可促进其进行 阶段进而提高光合速率。由此推测CO2浓度升高时，S基因 （填“促进”或“抑制”）气孔关闭。左图中 组相比，说明高CO2浓度时，H基因能抑制气孔关闭；h组与r/h组相比，说明高CO2浓度时，H基因功能缺失，R基因 （填“促进”或“抑制”）气孔关闭的调控作用不能体现出来。 (3)右图为膜片钳记录的高CO2浓度下不同植株保卫细胞原生质体中阴离子外流电流情况（电流越强，阴离子外流越多），WT组存在明显的阴离子外流电流，s组几乎无外流电流，而r组的外流电流显著弱于WT组，请依据图推测R与S两基因的关系： 。 (4)综合以上分析，总结出高CO2浓度时S基因、R基因、H基因共同参与气孔开闭的机制，请在方框中填入合适的基因名称，在括号中选填“+”或“-”（“+”表示促进作用，“-”表示抑制作用），并完善流程图。    、 、 、 。 【答案】(1)光合作用、水分和无机盐的吸收与运输、光呼吸 (2) 暗反应或CO2固定 促进 r组与r/h 促进 (3)R基因表达产物促进S基因表达/R基因表达产物提高S基因表达产物活性 (4) R基因 H基因 - - 【分析】气孔是植物与外界环境进行气体交换的通道，气孔开闭影响气体进出。 【详解】（1）气孔是植物与外界环境进行气体交换的通道，气孔开闭影响气体进出，进而影响光合作用CO2进入影响暗反应、蒸腾作用（水分散失）、呼吸作用（O2进入和CO2排出）、光呼吸（与O2、CO2浓度相关）以及水分和无机盐的吸收与运输（蒸腾作用影响其动力）等生理过程。 （2）对比正常CO2浓度和高CO2浓度条件下的实验数据，发现高CO2浓度条件下，突变体s较WT的气孔开度下降较少，这意味着突变体s可以获得更多的CO2进而促进暗反应进行。比较s组（无S基因）和WT组（有S基因），可知高CO2浓度条件下，S基因的存在使得气孔开度下降幅度较小，即S基因促进了气孔关闭。分析r组与r/h组，在高CO2浓度条件下，r组气孔开度大于r/h组，说明H基因正常存在时（r组H基因正常），气孔开度较大，即H基因能抑制气孔关闭。比较r组（无R基因）和WT组（有R基因）可知，在高CO2浓度条件下，R基因存在时气孔开度较小，即R基因能促进气孔关闭。h组（无H基因）与r/h组相比，h组气孔开度与r/h组无显著差异，由于r/h组是R基因和H基因双缺失，h组只是H基因缺失，这表明在H基因功能缺失的情况下，R基因促进气孔关闭的调控作用不能体现出来。 （3）据图可知，WT组存在明显的阴离子外流电流，s组几乎无外流电流，说明S蛋白促进阴离子外流。结合题干中内容“S基因的表达产物——S蛋白是位于植物保卫细胞膜上的阴离子通道蛋白”也可得出这一结论。r组（无R基因）的外流电流显著弱于WT组（有R基因），这表明R基因功能缺失会降低阴离子外流强度，结合S基因的作用，可推测R基因促进S基因表达或R基因提高S基因表达产物活性，使得r组因R基因缺失，S基因的功能受影响，从而使阴离子外流电流减弱。 （4）综合前面的分析，R基因在H基因缺失时无法促进气孔关闭（从h组与r/h组对比可知），H基因抑制气孔关闭，可知R基因在H基因的上游，故①为R基因，②为H基因，③和④处均是“-”。 2．（2025·广东深圳·一模）紫花苜蓿是我国牧草主要品种之一，其产量受温度影响较大。科研团队探究低温胁迫对紫花苜蓿光合参数的影响，数据如下表。回答下列问题： 处理时间 叶绿素含量mg/g 净光合速率 [μmol/(m2 ·s)] 胞间CO2浓度μmol/mol 气孔导度mmol/(m2·s)] 0 d 2.09 8.41 468.25 352.07 1 d 1.90 7.42 431.49 315.99 13 d 1.33 3.69 382.59 47.48 20 d 0.95 2.91 449.38 11.62 (1)由表推测，低温胁迫可能会破坏 （填有机物），可用 法进行分离以验证。 (2)补全随着低温胁迫时长延长导致紫花苜蓿光合效率降低的过程： 低温胁迫时长延长→叶绿素含量下降→ →净光合速率下降→光合效率降低。 (3)逆境胁迫下细胞自由基增加，引起生物膜损伤，丙二醛(MDA)是植物在逆境胁迫下脂质过氧化的主要产物，其含量常用来评估细胞膜的损伤程度。超氧化物歧化酶(SOD)可清除自由基。该科研小组在上述研究的基础上，进一步研究外源褪黑素(MT)缓解低温胁迫的机理，实验结果如下图： 据图可知，缓解低温胁迫的外源MT的最适浓度为 μmol/L，推测外源MT能缓解低温胁迫的判断依据是：一方面外源MT通过提升超氧化物歧化酶的活性加强清除 ，避免生物膜损伤；另一方面降低 的含量，反映出生物膜损伤程度缓解。 【答案】(1) 叶绿素 纸层析 (2)光反应速率下降 (3) 150 自由基 丙二醛 【分析】影响光合作用的因素包括CO2浓度、光照强度、温度等外界因素，光合色素的含量和光合作用酶的活性是影响光合作用的内在因素。 【详解】（1）由表格数据可知，随着低温胁迫时长延长，叶绿素含量不断下降；因为叶绿素是光合色素，所以推测低温胁迫可能会破坏叶绿素；由于叶绿体中的色素可用纸层析法分离，所以可用纸层析法进行分离以验证。 （2）光合作用中，叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用，叶绿素含量下降会直接影响光能的吸收、传递和转化，进而导致光反应速率降低，最终使得净光合速率下降，光合效率降低；所以补全的过程为：低温时间时长延长→叶绿素含量下降→光反应速率降低→净光合速率下降→光合效率降低。 （3）分析柱形图，当外源MT浓度为150μmol/L时，超氧化物歧化酶（SOD）活性相对最高，丙二醛（MDA）含量相对最低，所以缓解低温胁迫的外源MT的最适浓度为150μmol/L；推测外源MT能缓解低温胁迫的判断依据是：一方面外源MT通过提升超氧化物歧化酶的活性加强清除自由基，避免生物膜损伤；另一方面降低丙二醛（MDA）的含量，反映出生物膜损伤程度缓解。 3．（2025·河南信阳·一模）变异是生物界普遍存在的现象。科研人员偶然发现的田七黄绿叶突变体，其呼吸特性与野生型植株无差异，但光合特性有明显不同。请回答下列问题： (1)一般情况下，光合作用所利用的光都是 光，光合色素在光合作用中具有 的功能，因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。 (2)测定不同光照处理下两种小麦叶片中的光合色素含量，结果如图1所示； 由图1可知，突变体叶色变浅主要是由于 含量较低，且黄绿表型的出现依赖于 处理。 (3)为探寻提高田七产量的技术措施，研究人员对田七的光合特征进行了研究，结果见图2所示。 ①田七的光饱和点约为 μmol·m-2·s-1。光照强度达到1300μmol·m-2·s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。 ②推测光照强度对田七生长的影响主要表现为 。田七叶片适应弱光的特征有 （答2点）。 (4)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻田七的光抑制，为增强田七光合作用以提高产量，还可采取的措施及其作用是 。 【答案】(1) 可见（红光和蓝紫光） 吸收、传递和转化光能（或捕获光能） (2) 叶绿素a和叶绿素b 正常光照 (3) 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 在较低光照强度下，随着光照强度的增加，光合速率变大，光照强度过强其生长受到抑制 叶片较薄、叶面积较大、叶绿素含量较高 (4)合理施肥，提供N、Mg等元素以增加叶绿素含量进而提高光合作用强度；适当增施二氧化碳，提高光合作用强度。 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段中光能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。 【详解】（1）一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，且绿叶中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，光合色素在光合作用中具有吸收、传递和转化光能的作用，也可以说具有捕获光能的作用。因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。 （2）由图1可知，突变体叶色变浅主要是由于叶绿素a和叶绿素b含量较低引起的，因为正常光照下野生型和突变体色素含量相差较大，遮光处理后野生型和突变体色素含量相差不大，故黄绿表型的出现依赖于正常光照。 （3）①光饱和点是指净光合速率达到最大时对应的最低光照强度，结合图示可知，田七的光饱和点约为500μmol·m-2·s-1。光照强度达到1300μmol·m-2·s-1后，净光合速率明显下降，而胞间二氧化碳浓度增加主要是由于气孔导度增加，同时净光合速率下降引起的。 ②推测光照强度对田七生长的影响主要表现为在较低光照强度下，随着光照强度的增加，光合速率变大，但超过某一光照强度时，光合速率反而下降。田七叶片适应弱光的特征表现叶片较薄、叶面积较大、叶绿素含量较高，这都是适应弱光的表现。 （4）生产上常采用搭棚或林下栽培减轻田七的光抑制，为增强田七光合作用以提高产量，此外，还可采取的措施有合理施肥，提供N、Mg等元素以增加叶绿素含量进而提高光合作用强度；适当增施二氧化碳，提高光合作用强度。 4．（2025·浙江·一模）葡萄具有多重经济价值，嫁接技术将接穗(接上去的芽或枝)与砧木(被接的植物体)的木质部和韧皮部连接在一起，可提高植物体光合效能。现以巨峰葡萄为材料研究不同光质和砧木(3309C、1103P)对巨峰葡萄叶片光合特性的影响。 回答下列问题： (1)色素的提取和分离活动中，需要注意“干燥”：实验前需对 进行干燥处理，实验过程中需要干燥处理的步骤是 。研磨时添加碳酸钙的目的是 。过滤得到色素提取液后，应测定提取液对 光的吸收率以获得叶绿素的含量。 (2)结合题目信息，蓝光、3309C组净光合速率更高，试分析原因：①由于 、 不是最高，所以这两者不是限制光合速率的主要因素；②嫁接3309C砧木， 效率更高，从而促进光合作用。 (3)科研人员欲从蓝光、3309C组的葡萄叶片中分离出类囊体，进一步研究光反应。分离过程应先将细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，使 膜涨破，经离心获得类囊体，为保持其活性，需加入模拟 的溶液。对类囊体悬液进行光照处理，类囊体膜中进行反应，释放出 ，并将溶液中的电子受体 。 【答案】(1) 植物叶片、滤纸 点样或画滤液细线均给分 保护叶绿素 红 (2) 叶绿素含量 气孔导度 光合产物（或有机物）运输、水和无机盐的吸收 (3) 叶绿体 叶绿体基质 氧气 还原 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】（1）实验前需对植物叶片进行干燥处理（去除表面水分，便于研磨提取色素）和滤纸进行干燥处理，这样可以保证层析时滤液细线扩散均匀。过滤得到色素滤液后，画滤液细线前需干燥处理滤液细线（用吹风机吹干或自然干燥，避免色素带重叠）。研磨时加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏（中和细胞液酸性，保护叶绿素）。叶绿体中的色素主要是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，若通过对光的吸收率来测定叶绿素的含量，应选用红光照射。 （2）净光合速率=总光合速率-呼吸速率。由图像信息可知，蓝光、3309C组的叶绿素含量、气孔导度并非最高，所以这两者不是限制光合速率的主要因素；嫁接3309C砧木后，可能有利于光合产物（或有机物）运输、水和无机盐的吸收效率更高，从而促进光合作用。 （3）分离类囊体时，先将细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，使叶绿体膜涨破，因为类囊体存在于叶绿体中。为保持类囊体的活性，需加入模拟叶绿体基质的溶液，因为类囊体在细胞中是处于叶绿体基质环境中的。对类囊体悬液进行光照处理，类囊体膜中进行光反应，释放出氧气。光反应中会将溶液中的电子受体还原（或NADP⁺还原为NADPH）。 5．（2025·宁夏吴忠·一模）氮循环对海洋生态系统的平衡与繁荣至关重要。在寡营养环境中，固氮可以提供高达50%的氮进入海洋生态系统中。长期以来，科学家们普遍认为蓝细菌是海洋中氮固定的主要群体，但在蓝细菌分布稀疏的海域仍观察到较高的氮固定效率，暗示着可能存在着其他类型的海洋固氮生物体。 (1)碳和氮元素都是组成生物体 （至少两种）等成分的基本元素。蓝细菌不仅能通过光合作用固定 ，还具有固氮能力，可将N2转化为生物可利用的含氮养料。为了探寻其他潜在的非蓝细菌类固氮生物，研究人员通过宏基因组测序和系统发育分析在硅藻细胞内发现了一种异养细菌——固氮菌（CTD），见图1，推测CTD和硅藻的种间关系可能是互利共生，理由是： 。 (2)硅藻和CTD在代谢上的物质联系如图2所示。硅藻的光合产物运出叶绿体后在 中转换为琥珀酸，经Dct进入 中参与其细胞内的能量代谢和物质合成，以保证其正常的生命活动和生存繁殖；而N2经一系列过程转化为 并能提供给硅藻。 (3)为深入研究CTD和硅藻之间的代谢相互作用关系，研究人员测量了硅藻和CTD的C\N固定和转移率，结果见表。结合图2，说明CTD 。 C固定\转移速率（fmol C cellday） N固定\转移速率（fmol N cellday） CTD 5.0 678 硅藻 2795 650 注：碳基生长速率可表征生长速度的快慢，横线代表平均值 (4)研究人员通过显微镜观察到硅藻细胞核附近通常有特定数量（4个）的CTD，分裂时可达八个，结合图3的结果，可证明二者在细胞 过程中存在同步协调机制，这种机制确保了 。 【答案】(1) 蛋白质、核酸 CO2 硅藻向CTD提供有机养料，CTD则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供硅藻利用 (2) 硅藻细胞质基质 CTD细胞质基质 NH3和氨基酸 (3)CTD能够在体内高效固氮，并将绝大部分固定的氮转移给宿主硅藻；硅藻通过光合作用固定CO2，为CTD提供碳源 (4) 生长和增殖 二者的共生关系随代际延续的持续稳定性 【分析】蛋白质的组成元素主要是C、H、O、N，核酸的组成元素主要是C、H、O、N、P。 【详解】（1）蛋白质、核酸都含有C和N，故碳和氮元素都是组成生物体蛋白质、核酸等成分的基本元素；蓝细菌能够进行光合作用，可固定CO2；结合图1可知，CTD存在于硅藻细胞内，而硅藻细胞内含有叶绿体，能够进行光合作用合成有机物，而CTD是一种异养细菌，自身不能合成有机物。CTD具有固氮能力，可将N2转化为生物可利用的含氮养料，而硅藻细胞不具有固氮能力，不能直接利用N2，结合二者的代谢类型，硅藻向CTD提供有机养料，CTD则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供硅藻利用，故推测CTD和硅藻的种间关系可能是互利共生。 （2）据图2可知，硅藻的光合产物运出叶绿体后，在硅藻细胞质基质中转化成琥珀酸，经Dct进入CTD细胞质基质中，参与其细胞代谢；CTD吸收N2后经一系列过程转化为NH₃和氨基酸提供给硅藻。 （3）据表可知，硅藻的C的固定速率远高于转移率，说明硅藻通过光合作用固定的含碳有机物主要用于自身，而极少转移到CTD中，而CTD的N固定速率和转移速率相当，结合题干信息“蓝细菌分布稀疏的海域仍观察到较高的氮固定效率”，综合说明，CTD能够在体内高效固氮，并将绝大部分固定的氮转移给宿主硅藻；硅藻通过光合作用固定CO2，为CTD提供碳源。 （4）据图3可知，CTD和宿主具有相近的碳基生长速率，说明二者的生长速率接近，结合显微镜的观察结果，硅藻细胞内的CTD数量稳定，且硅藻分裂时CTD数量倍增，说明二者在亲代和子代之间保持了数量的稳定性，也即两者在生长和增殖过程中存在同步协调机制，而这种机制便于维持共生关系的长期稳定。 6．（2025·江苏徐州·一模）番茄是我国栽培的主要作物之一，因其营养丰富广受人们的喜爱。光是影响番茄果实成熟的重要环境因素，尤其是光质。为研究红光对番茄成熟的影响，研究者进行了系列实验。回答下列问题： (1)番茄果实的外观色泽是反映果实成熟与否的最直接指标，果实中类胡萝卜素的含量与其密切相关，而番茄叶片中的类胡萝卜素可用 法提取分离，其主要吸收 。将野生型番茄（WT）培养至开花20天时，开始使用白光（W）及红光（R）LED光源照射，测得相关数据如图1所示。在番茄成熟过程中叶绿素和类胡萝卜素的含量大致趋势分别是 、 。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关，由此可推出红光的作用是 。 (2)研究证实，红光和激素X均会影响番茄果实中类胡萝卜素的含量，进而影响番茄的品质。现对野生型番茄（WT）果实进行相关处理，测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图2所示。回答下列问题： ①据图2可知，随着处理天数的增加，红光、激素X均能提高类胡萝卜素的相对含量，且根据红光和激素X共同作用的结果可进一步得出结论：红光和激素X共同作用的效果 （填“大于”“小于”或“等于”）两者单独使用的效果，即具有 作用。 ②选取若干长势相同的野生型番茄（WT）植株，分别采摘一定比例的果实，几天后测得各组叶片CO2的固定速率均下降，原因是 。 (3)野生型番茄（WT）光合作用固定CO2的部位是叶肉细胞的 。请写出18O2中的氧进入葡萄糖（C6H1218O6）的代谢转化途径: （用化学式和箭头表示）。当光照强度为植物的光补偿点时，番茄叶肉细胞呼吸作用消耗的有机物量 （填“大于”“等于”或“小于”）该细胞中光合作用制造的有机物量。若将不遮阴条件下正常生长的番茄植株进行短时间遮光处理，植物叶肉细胞内C3 （填“增加”“减少”或“不变”）。 【答案】(1) 纸层析 蓝紫光 下降 上升 促进番茄早熟 (2) 大于 协同 摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累（必须提到叶肉细胞中有机物积累），从而抑制光合作用的进行（或使光合作用速率下降） (3) 叶绿体基质 18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6 小于 增加 【分析】光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光。 【详解】（1）提取番茄叶片中的类胡萝卜素可用纸层析法，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。由图1可知，在番茄成熟过程中叶绿素的含量下降，类胡萝卜素的含量上升。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关，由此可推测红光的作用是促进番茄早熟。 （2）①由图2可知，红光和激素X共同作用时，类胡萝卜素的相对含量大于单独使用红光或激素X时的相对含量，这说明红光和激素X共同作用的效果大于两者单独使用的效果，即红光和激素X在提高类胡萝卜素的含量上具有协同作用。 ②分析题意可知，摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累，从而抑制光合作用的进行（或使光合作用速率下降），导致CO2的固定速率下降，故采摘一定比例的果实后各组叶片CO2的固定速率下降。 （3）植物光合作用固定CO2是通过暗反应实现的，其场所为叶绿体基质。18O2进入番茄细胞中首先参与有氧呼吸的第三阶段，产生H218O；水是流动的，H218O参与有氧呼吸的第二阶段，产生C18O2；C18O2参与光合作用的暗反应过程形成葡萄糖（C6H1218O6），因此，其转化过程可表示为18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6。当光照强度为植物的光补偿点时，植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，但植物体内存在无法进行光合作用的细胞，则植物叶肉细胞中光合作用强度大于呼吸作用强度，说明该细胞呼吸作用消耗的有机物量小于其光合作用制造的有机物量。将不遮阴条件下正常生长的番茄植株，进行短时间的遮光处理，光照强度减弱，光反应减弱，产生的ATP和NADPH减少，C3的还原过程减弱导致C3的消耗减少，而C18O2固定仍在进行，因此植物叶肉细胞内C3会增加。 7．（2025·江苏镇江·三模）油菜素内酯（BR）可提高植物的耐热性来缓解高温胁迫对作物的影响。某研究小组以娃娃菜为试材，通过喷施不同浓度BR（T1-T4），探究BR对高温胁迫的缓解效应及作用机制，结果如表所示。回答下列问题： CK HT HT+ T1 HT+ T2 HT+ T3 HT+ T4 气孔导度mol/（m2•s-1） 380 250 263 275 328 310 胞间CO2浓度μmol/mol 210 350 325 310 280 295 表观光合速率μmol/（m2•s-1） 5.8 3.8 4.0 5.7 5.8 5.2 过氧化氢酶活性U/g 50 20 51 48 49 50 可溶性糖含量mg/g 0.09 0.12 0.14 0.18 0.24 0.15 注：CK：常温对照（20℃）；HT：高温对照（38℃）； T1：0.05mg/L； T2：0.1mg/L； T3：0.5mg/L； T4：1mg/L (1)高温胁迫下叶绿素含量会下降，可用纸层析法分离进行比较，色素可以在滤纸条上分离是因为其 不同。高温使娃娃菜的光合速率下降，一方面通过对光系统（光合色素蛋白复合体）的抑制，使光反应产物 减少；另一方面通过抑制 ，降低碳反应各个步骤的反应速率。 (2)将CK组娃娃菜转移至强光（会破坏色素复合体）下，短时间内其C3含量增加，这是由 速率共同决定的。植物细胞中可溶性还原糖的升高，有利于植物细胞 ，可以有效缓解高温引起的水分胁迫。 (3)在高温胁迫下，植物细胞内的活性氧（如H2O2）增多，会攻击蛋白质、磷脂等物质。喷洒BR可有效缓解，提高光反应速率，据表格数据分析，原因是 。 (4)研究表明，高温胁迫下植物的光系统遭受损害，其中光系统Ⅱ光化学活性降低，而热耗散非光化学淬灭系数（NPQ，植物耗散过剩光能为热的比例）会升高，不同浓度BR处理后的实验结果如下图。 实验结果表明高温条件下，BR浓度与光系统Ⅱ光化学活性的下降呈 （正/负）相关。推测BR提高光合作用效率的机理是BR通过 。 【答案】(1) 在层析液中的溶解度 O2、ATP、NADPH 酶的活性 (2) CO2的固定速率和C3的还原 渗透吸水（渗透压升高吸水） (3)BR处理使过氧化氢酶活性升高，清除细胞内的活性氧，减少对类囊体膜的伤害 (4) 负 缓解光系统Ⅱ光化学活性的下降而降低NPQ，降低光能转化成热能的比例，提高了光合作用的效率 【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行，叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和碳（暗）反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP和NADPH中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 【详解】（1）分离色素的原理是绿叶中的四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素分子可以在滤纸条上分离。 光反应的产物是O2、ATP、NADPH。碳反应（暗反应）各个步骤都是在相应酶的催化下完成的，高温会抑制酶的活性，进而降低碳反应各个步骤的反应速率。 （2）将CK组娃娃菜转移至强光条件下，色素复合体被破坏，光反应速率下降，使光反应阶段产生的ATP、NADPH减少，而二氧化碳的固定速率暂时不变，故短时间内其C3含量增加，是由CO2固定速率和三碳酸还原速率共同决定的。植物细胞中可溶性还原糖的升高，使植物细胞的渗透压增加，有利于植物细胞渗透吸水，因而可以有效缓解高温引起的水分胁迫。 （3）植物细胞内的活性氧 （如H2O2）增多，攻击蛋白质、磷脂等物质，蛋白质和磷脂是膜的主要成分。表中数据显示：喷施不同浓度BR（T1-T4）的实验组，它们的过氧化氢酶活性明显高于高温对照（HT）组，表明BR处理后，细胞内过氧化氢酶的活性升高，可以有效清除细胞内的活性氧（如H2O2），减少对类囊体膜以及酶的伤害，从而提高光反应速率。 （4）根据实验结果，随着 BR 浓度的增大，光系统II 光化学活性下降得越少，两者呈负相关，在此过程中，NPQ 也随着减少，由此可推测BR提高光合作用效率的机理是：BR通过缓解光系统Ⅱ光化学活性的下降而降低NPQ，降低光能转化成热能的比例，提高了光合作用的效率。 8．（2025·江苏徐州·二模）光是光合作用的必要条件，在光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递（如图所示）。物质X通过与质体醌（PQ）竞争PSⅡ上的结合位点而阻碍电子传递；除草剂二溴百里香醌是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与细胞色素b6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f。请分析回答下列问题∶ (1)光合作用光反应的场所是 ，光反应中产生ATP的直接能量来源是 。 (2)ATP合成酶的作用是 、 ，增加膜两侧的H⁺浓度差的生理过程有 （答出2点即可）。 (3)物质X与PQ竞争PSⅡ上的结合位点，会使电子传递受阻，导致 （填物质名称）生成量减少，进而影响暗反应中 的还原。 (4)除草剂二溴百里香醌与细胞色素b6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f，会影响 的形成，从而导致光反应中 的合成受阻。 (5)在樱桃种植基地，果农常用不透光的黑塑料膜覆盖地面进行物理除草，从光合作用角度分析，其作用原理最合理的是_______。 A．黑塑料膜反射大量阳光，使杂草吸收的光能显著减少 B．黑塑料膜阻碍了CO2进入杂草叶片，使暗反应无法进行 C．黑塑料膜阻断了杂草的光反应阶段使其无法进行光合作用 D．黑塑料膜抑制了杂草细胞内与光合作用有关酶的活性 【答案】(1) 类囊体薄膜 H+的电化学梯度 (2) 催化ATP的合成 协助H+跨膜运输 水的光解产生H+、PQ将H+从叶绿体基质侧运输到类囊体腔侧、合成NADPH消耗叶绿体基质侧的H+ (3) ATP和NADPH C3 (4) 质子梯度 ATP (5)C 【分析】光合作用的光反应是一个非常复杂的物质与能量转变过程，它需要类囊体上多种蛋白复合体和电子传递体的参与才能将光能转变成电能，进而转变电势能和化学能。PSI和PSII指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，叶绿素a（P680和P700）与蛋白质结合构成PSI和PSII。转化时处于特殊状态的叶绿素a在光的照射下﹐可以得失电子，从而将光能转换成电能。叶绿素a被激发而失去电子（e-），最终传递给NADP+。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子（H+），叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。 【详解】（1）光反应的场所是类囊体薄膜。在光反应过程中，水在光下分解产生O2、e-和H+，e-在电子传递链中传递，同时伴随着H+从叶绿体基质向类囊体薄膜内转运，从而形成了类囊体薄膜内外的H+电化学梯度。H+顺浓度梯度通过ATP合成酶时，促使ADP和Pi合成ATP，因此，H+电化学梯度是产生ATP的直接能量来源。 （2）由题图可知，ATP合成酶的作用是催化ATP的合成，并协助H+跨膜运输。水的光解产生的H+使类囊体腔侧的H+浓度增加，另外，PQ可将H+从叶绿体基质侧运输到类囊体腔侧，合成NADPH也需要消耗叶绿体基质侧的H+，它们都可增加膜两侧的H+浓度差。 （3）已知物质X通过与PQ竞争PSⅡ上的结合位点而阻碍电子传递，电子传递受阻会使光反应中ATP和NADPH生成量减少，而暗反应中C3的还原需要ATP和NADPH，因此会影响C3的还原。 （4）由题图可知，电子传递到细胞色素b6f有助于质子梯度的形成，质子梯度驱动ATP的合成。除草剂二溴百里香醌阻止电子传递到细胞色素b6f，影响质子梯度的形成，进而使ATP的合成受阻。 （5）黑塑料膜主要是通过不透光的特性来减少杂草对光能的吸收，而不是通过反射，A错误；黑塑料膜覆盖地面的主要是光照，对CO2进入杂草叶片的阻碍作用不明显，B错误；因为黑塑料膜不透光，杂草无法接收光照而不能进行光反应，所以无法为暗反应提供ATP和NADPH，最终使杂草无法进行光合作用，生长受到抑制，达到除草目的，C正确；黑塑料膜覆盖地面虽然可能在一定程度上改变地面温度而影响与光合作用有关酶的活性，但这不是抑制杂草光合作用的主要原因，D错误。故选C。 9．（2025·湖南长沙·一模）盐碱地种植水稻是一项实现盐碱地资源高效利用的有力措施。水稻是一种盐敏感型作物，盐碱胁迫会抑制水稻的生长。科研人员探究了盐碱胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应，结果如下表所示。 处理 叶绿素含量/（mg/g） 净光合速率/ [μmol/（m2·s）] 气孔导度/ [μmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度/ （μL/L） 叶绿素a 叶绿素b 对照 2.52 0.24 36.11 1495.16 303.55 盐碱处理 1.48 0.12 18.94 1025.03 317.62 请分析相关信息，回答下列问题： (1)为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量，在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有 。若用纸层析法对色素进行分离，滤纸条上 （填颜色）的色素带最宽。 (2)逆境条件下，植物净光合速率下降的原因有气孔限制因素和非气孔限制因素，由气孔导度下降影响了CO2的固定速率导致的净光合速率下降称为气孔限制因素，否则为非气孔限制。据表格分析，盐碱处理条件下，导致水稻净光合速率降低的因素属于 （填“气孔”或“非气孔”）限制因素，并分析净光合速率下降的主要原因是 。 (3)已知植物体内的一种激酶（TOR）的活性受光合作用的影响，TOR可进一步促进蛋白质的合成，加快代谢和植物的生长。为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的某植物进行黑暗处理12小时后，再次进行光照处理，实验结果如图1所示，据图可推测出 。 注：RPS6与P-RPS6分别为去磷酸化和磷酸化的某蛋白质；P-RPS6/RPS6值越大，表明TOR活性越强；GLA是一种暗反应抑制剂。 (4)近期，科研团队开发出耐盐碱的海水稻，能在土壤盐分为3%~12%、pH为8以上的中重度盐碱地生长。据所学知识，结合图2中海水稻耐盐碱性相关的生理过程，下列相关叙述正确的选项有_______。 A．海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分 B．海水稻根细胞分泌抗菌蛋白需要转运蛋白协助，体现了细胞膜具有一定的流动性 C．海水稻根细胞可以通过SOS1和NHX两种通道蛋白将细胞质基质中积累的Na+进行转移 D．海水稻根尖细胞可以通过主动运输的方式将H⁺跨膜运输到细胞膜外，以中和盐碱地中过多的碱 【答案】(1) 无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅 蓝绿色 (2) 非气孔 盐胁迫下，叶绿素a和叶绿素b的含量下降，光反应受到抑制，为暗反应提供的ATP和NADPH不足，限制了暗反应，从而使得光合速率下降 (3)光合作用可增强TOR活性，并且是通过暗反应起直接作用（答案合理即可） (4)AD 【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:(1)无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。(2)层析液用于分离色素。(3)二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。 2、分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快;溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。 【详解】（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素；二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分；碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，因此为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量，在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅。各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，色素带的宽窄与色素含量相关，叶绿素a含量最高，叶绿素a的颜色是蓝绿色，因此蓝绿色最宽。 （2）据表格可知，盐碱处理后，气孔导度虽然减小，但胞间二氧化碳浓度反而增大，说明净光合速率下降不是由于气孔因素导致的 。表格中显示，盐碱处理后，叶绿素a和叶绿素b的含量下降，光反应受到抑制，为暗反应提供的ATP和NADPH不足，限制了暗反应，从而使得光合速率下降。 （3）由图可知，黑暗条件下P-RPS6/RPS6值比光照条件下小，即黑暗条件下TOR活性比光照条件下弱，说明光合作用可增强 TOR活性；对比再次光照处理下的-GLA组和+GLA组可知，+GLA组的P-RPS6/RPS6值低于-GLA组，结合GLA是一种暗反应抑制剂，说明光合作用可增强TOR活性是暗反应起直接作用。由于暗反应需要光反应提供ATP与NADPH，则停止光照后的短时间内，暗反应无法进行，而暗反应对增强TOR活性起直接作用，从而导致TOR活性降低。 （4）A、后来的研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的，因此海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分，A正确； B、抗菌蛋白属于大分子，海水稻根细胞分泌抗菌蛋白属于胞吐，胞吐过程体现了细胞膜具有一定的流动性，但不需要转运蛋白的协助，B错误； C、SOS1蛋白位于细胞膜上，利用H⁺梯度提供的能量，通过主动运输将细胞质中的Na⁺逆浓度排出细胞外，降低胞内Na⁺浓度；NHX蛋白位于液泡膜上，通过主动运输将Na⁺储存于液泡内，既避免细胞质Na⁺毒害，又提高液泡渗透压促进吸水，因此SOS1和NHX都是载体蛋白，不是通道蛋白，C错误； D、据图可知，海水稻根尖细胞将H⁺跨膜运输到细胞膜外需要消耗ATP水解产生的能量，方式为主动运输，将H⁺跨膜运输到细胞膜外，以中和盐碱地中过多的碱，D正确。 故选AD。 10．（2025·辽宁朝阳·三模）“光系统”是指光合生物中能够吸收光能并将光能转变为化学能的多蛋白复合物（其中D蛋白是关键）。高等植物具有两个光系统（光系统Ⅰ和光系统Ⅱ）。在强光照射下，光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现象称为光抑制。许多研究表明位于叶绿体类囊体薄膜上的光系统Ⅱ（PSⅡ）是光抑制的敏感部位，它能在光合过程中传递电子。 (1)光反应产生的氧气到达同一细胞进行有氧呼吸至少穿过 磷脂分子层。A蛋白的作用 。 (2)当给予植物远红光（P*700）照射时，不但能够作用于光系统Ⅰ（PSI）产生NADPH为暗反应提供 ，而且也能够与 结合传递信号调节生命活动。 (3)据图2中的信息，在光呼吸的过程中绿色植物在Rubisco催化下 与C5反应，形成的 中的C原子最终进入线粒体放出CO2。据图推测参与此过程的细胞器有 。 (4)研究发现植物的“光呼吸”能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余光能，对光合器官起保护作用（如图2），在此过程中会产生的副产物在特定条件下会使得O2转化为超氧自由基（O2-），进而会攻击各种生物膜，请简述自由基攻击各种生物膜的原理 【答案】(1) 10/十 运输H+和催化ADP和Pi结合形成ATP (2) 能量和还原剂 光敏色素 (3) 氧气/O2 C2 叶绿体、线粒体和过氧物酶体 (4)自由基（O2-）通过攻击生物膜中的脂质（磷脂）和蛋白质，破坏其结构和功能，进而对细胞造成损耗 【分析】光合作用： （1）光反应阶段：水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。 （2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）叶绿体光反应产生O2的场所是类囊体薄膜上，而有氧呼吸第三阶段消耗O2的场所是线粒体内膜上，故光反应在类囊体腔上产生O2，至少需要通过类囊体膜、叶绿体两层膜、线粒体两层膜，才能到达线粒体内膜，进行有氧呼吸， 因此至少穿过5层膜，膜结构都是磷脂双分子层，因此至少需要穿过10层磷脂分子层。分析图1可知，A蛋白的作用运输H+和催化ADP和Pi结合形成ATP。 （2）NADPH为暗反应C3的还原提供能量和还原剂。远红光能够与光敏色素结合激活光敏色素，被激活的光敏色素能将变化的信息直接传到细胞核，影响细胞核内转录过程，从而控制蛋白质的合成以调节生命活动。 （3）分析图2可知，在Rubisco催化下氧气与C5反应形成C2，C2中的C原子最终进入线粒体放出二氧化碳，称之为光呼吸，由此可知参与光呼吸的细胞器的有叶绿体、线粒体和过氧物酶体。 （4）自由基（O2-）通过攻击生物膜中的脂质（磷脂）和蛋白质，破坏其结构和功能，进而对细胞造成损耗。 11．（2025·陕西宝鸡·一模）种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。小麦种子胚乳中贮存的淀粉，在种子萌发时水解为葡萄糖，作为小麦种子胚细胞呼吸的主要底物。研究人员测得冬小麦播种后到长出真叶（第10天，开始进行光合作用）期间的部分数据如下表。回答下列问题： 时间/d 0 2 4 6 8 种子干重（g） 10.0 11.2 9.8 8.4 7.1 O2吸收量（mmol） 3.2 18.6 54.3 96.5 126.0 CO2释放量（mmol） 4.1 172.7 154.5 112.8 126.0 (1)表中的数据是冬小麦种子在 （填“光照”“黑暗”或“光照或黑暗”）条件下测定的。 (2)冬小麦种子播种后2天，种子释放的CO2量明显大于吸收的O2量，表明此阶段种子胚细胞产生CO2的场所是 。 (3)NADH氧化呼吸链是有氧呼吸的重要呼吸链。在吸收2个电子后，NAD+能与H+结合生成NADH；而NADH在有氧条件下分解为NAD+和H+，释放出2个电子，使H+和电子与O2结合生成水。据此推测，冬小麦种子播种后第8天，NADH分解发生在有氧呼吸第 阶段，种子胚细胞线粒体中合成NADH 的H+来自 （填物质）。 (4)氧化态的TTC呈无色，被NADH还原后呈红色，因此TTC可用于测定种子的活力。将播种后4天的冬小麦种子经不同处理后沿胚中央切开，用TTC处理并观察胚的颜色，结果如下： 项目 甲组 乙组 丙组 丁组 种子处理方式 晒干 适温的水浸泡8h 沸腾的水浸泡30min 不做处理 实验结果 + ++++ - ？ 注：“+”表示出现红色，“+”越多代表颜色越深，“-”表示未出现红色。 理论上，丁组的实验结果可能为 。丙组未呈现红色，原因是 。 【答案】(1)光照或黑暗 (2)细胞质基质和线粒体基质 (3) 三 丙酮酸和水 (4) ++或+++ 高温将细胞杀死，不能进行呼吸作用，没有NADH产生，不能将TTC还原为红色 【分析】1、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[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。 【详解】（1）根据题意，研究人员测得冬小麦播种后到长出真叶（第10天，开始进行光合作用）期间的部分数据，表中测得的是冬小麦播种后8天的细胞呼吸的数据，该过程中小麦还不能进行光合作用，因此表中的数据在光照或黑暗下测量均不受影响，因此表中的数据是冬小麦种子在光照或黑暗条件下测定的。 （2）葡萄糖作为小麦种子胚细胞呼吸的主要底物，若种子只进行有氧呼吸，释放的二氧化碳与消耗氧气的量相同，若进行无氧呼吸，不消耗氧气，产物是二氧化碳和酒精，根据题意冬小麦种子播种后2天，种子释放的CO2量明显大于吸收的O2量，表明此阶段种子既有无氧呼吸，也有有氧呼吸，故种子胚细胞产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质。 （3）根据表中数据可知，冬小麦种子播种后第8天，种子释放的CO2量等于吸收的O2量，因此此时种子只进行有氧呼吸，NADH分解发生在有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸过程中第一、二阶段合成NADH，由于葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，故种子胚细胞线粒体中合成NADH的H+来自丙酮酸和水。 （4）根据题意题意和表中信息可知，丁组不作处理，其呼吸作用产生的NADH比乙组低，比甲组强，所以实验结果可能是“++ ”或“ +++ ”， 丙组种子经沸腾的水浸泡30min，未呈现红色，原因是高温将细胞杀死，不能进行呼吸作用，因此没有NADH产生，TTC没有被NADH还原，故氧化态的TTC呈无色。 12．（2025·湖南永州·一模）无患子果皮可作天然洗涤剂，种仁可榨油，根与果还能清热解毒、止咳化痰。但近年来，其生长态势普遍欠佳，产量偏低。正所谓“庄稼一枝花，全靠肥当家”，为探究氮磷钾配施对无患子生长和光合特性的影响，科研人员对某品种开展了研究，部分数据如下表。回答下列问题： 处理编号 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 气孔导度（mol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 蒸腾速率（mmol·m-2·s-1） ① 12.56 0.283 23.37 5.57 N1P2K2 17.55 0.29 335.76 6.37 N2P2K2 17.86 0.30 330.19 7.98 N2P2K1 13.20 0.26 351.17 7.41 N₃P2K2 14.83 0.30 318.04 7.09 注：N、P、K所带的数字表示施肥水平，其中0指不施肥，2为当地经验最佳施肥量，1为2的0.5倍，3为2的1.5倍。 (1)若第①组为空白对照组，则其施肥条件应设置为 。缺少N、P会减弱光反应，从而导致光反应为暗反应提供的 减少。 (2)大田试验结果表明，与①组相比，N1P2K2与N3P2K2组的施肥处理均能提高该品种产量，判断依据是 。与N3P2K2组施肥条件相比，N1P2K2组在农业生产上的优势体现在 （答出两点即可）。 (3)表中N2P2K1组净光合速率明显偏低，试从光合作用暗反应的角度分析可能的原因： 。 【答案】(1) N0P0K0 ATP和NADPH (2) 这两组的净光合速率比①组高 N1P2K2组氮肥施用量更少，可节约成本；净光合速率更高，产量更高 (3)低钾状态下气孔导度小，细胞吸收CO2少且利用CO2的能力较弱 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）若第①组为空白对照组，则其施肥条件应设置为N0P0K0，即不施N、P、K，该组实验数据为其他实验组提供了依据，缺少N、P会减弱光反应，从而导致光反应为暗反应提供的ATP和NADPH，最终导致光合速率下降。 （2）大田试验结果表明，与①组相比，N1P2K2与N3P2K2组的施肥处理均能提高净光合速率，因而都能提高该品种产量。与N3P2K2组施肥条件相比，N1P2K2组净光合速率更高，因而在农业生产中该组的设计具有生产价值，因为N1P2K2组氮肥施用量更少，可节约成本；而净光合速率更高，产量更高，因而能提高经济效益。 （3）表中N2P2K1组净光合速率明显偏低，该组与其他实验组相比，K的使用量更少，结合实验数据可知，低钾状态下气孔导度小，细胞吸收CO2少且利用CO2的能力较弱，因为该组实验数据中显示，其胞间二氧化碳浓度更高。 13．（2025·河北保定·三模）随着全球工业化进程的加速，水体污染问题日益严峻。科研人员关注到重金属镉(Cd)对水生生态系统造成严重威胁。为探究水生植物黑藻和金鱼藻在应对 Cd污染时的生理响应及相互作用，科研人员开展了以下实验：设置0μmol/L(对照组，C)、5μmol/L(低浓度,L)和20 μmol/L(高浓度,H)三个Cd²⁺浓度梯度，分别对黑藻(甲)和金鱼藻(乙)进行单独培养和混合培养，实验过程中保证光照、温度等环境条件适宜且营养物质充足，定期测定两组植物的叶绿素含量、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)以及生物量，实验结果如下图所示。 回答下列问题： (1)实验发现，随着Cd²⁺浓度升高，黑藻和金鱼藻的叶绿素含量均下降，原因可能是 (答出两点)。 (2)在低浓度Cd²⁺环境下，与单独培养相比，两种植物混合培养时生物量 (填“增加”或“减少”)。随着 Cd 污染加重，水生群落会发生 (填类型)演替，高浓度Cd²⁺环境下黑藻种群的年龄结构会变为 型，可能的原因是 。 (3)研究发现，水体中适量的细菌X有助于降解部分污染物，改善水质。若要进一步探究在不同浓度 Cd²⁺污染水体中投放适量细菌X 对黑藻生长的影响，实验设计的自变量是 。 (4)水生生态系统中存在食物链：浮游植物→小型浮游动物→食浮游动物鱼类→食鱼鱼类。当水体受到 Cd污染时，营养级 的生物体内 Cd含量最高，原因是 。 【答案】(1)Cd²⁺可能抑制了叶绿素合成相关酶的活性；Cd²+破坏了叶绿体的结构，导致叶绿素分解加快 (2) 增加 次生 衰退 Cd污染抑制植物生长，导致出生率降低，死亡率升高 (3)水体中Cd²⁺的浓度，是否投放细菌X (4) 最高 Cd在生物体内难以分解和排出，会随着食物链的传递在生物体内不断积累，营养级越高，积累量越多 【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分（生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量）以及食物链和食物网（营养结构）。2、生物富集现象：是生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。 【详解】（1）随着Cd²⁺浓度升高，该离子可能会抑制叶绿素合成相关酶的活性，导致合成的叶绿素减少，也可能会破坏叶绿体的结构，导致叶绿素分解加快，使叶绿素的含量减少。所以随着Cd²⁺浓度升高，黑藻和金鱼藻的叶绿素含量均下降。 （2）从图中可以看出，在低浓度Cd²⁺环境下，与单独培养相比，两种植物混合培养时生物量增加。随着 Cd 污染加重，水生群落会发生次生演替，因为演替的起点是由生物存在的。高浓度Cd²⁺环境下Cd污染抑制植物生长，导致出生率降低，死亡率升高，出生率小于死亡率，从而导致黑藻种群的年龄结构变为衰退型。 （3）根据题干信息，该实验需要探究不同浓度 Cd²⁺污染水体中投放适量细菌X 对黑藻生长的影响，所以实验的自变量是水体中Cd²⁺的浓度以及是否投放细菌X。 （4）Cd是有害物质，存在生物富集现象：是生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。所以营养级越高的生物体内的Cd含量最高，Cd在生物体内难以分解和排出，会随着食物链的传递在生物体内不断积累，营养级越高，积累量越多。 14．（2025·河北保定·三模）为探究基因ZmFDL 对玉米耐旱性的影响，研究人员在相同的干旱条件下种植野生型玉米(WT)、ZmFDL 敲除突变体(KD)及ZmFDL过表达株系(OX),测定了叶片的相对含水量、气孔导度以及抗氧化酶活性，结果见下表。回答下列问题： 类型 叶片相对含水量(%) 气孔导度( (mol⋅m⁻²⁻¹)     抗氧化酶活性( (U⋅mg⁻¹) WT 70 0.25 150 KD 60 0.35 100 OX 80 0.15 200 注：抗氧化酶是生物体内一类极为重要的酶类，主要功能是清除体内产生的过多的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)等自由基，保护细胞免受氧化损伤。 (1)在干旱条件下，植物根细胞会因为 作用失水，导致叶片相对含水量下降。自由水与结合水的比值越 (填“高”或“低”)，植物的抗逆性越强。 (2)CO₂进入气孔后，通过 (填跨膜运输方式)进入叶肉细胞。气孔导度减小，会直接影响叶肉细胞光合作用中的 阶段。 (3)ZmFDL 过表达会使玉米细胞中自由基数量 。 (4)为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了叶片中脯氨酸含量及单株产量，结果如下图。 结合图表，分析 ZmFDL 过表达会使叶片相对含水量发生相应变化的原因：① ；② 。 【答案】(1) 渗透 低 (2) 自由扩散 暗反应(或暗反应中 CO₂ 的固定) (3)减少 (4) 与WT组相比，OX组气孔导度降低，减少了水分的散失，所以叶片相对含水量升高 与 WT组相比， OX组脯氨酸含量较高，脯氨酸可以调节细胞的渗透压，增强细胞的保水能力，进而使叶片相对含水量升高 【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）在干旱条件下，植物根细胞会因为渗透作用失水，导致叶片相对含水量下降。自由水与结合水的比值越低，植物的抗逆性越强。 （2）CO₂通过自由扩散的方式进入叶肉细胞。气孔导度减小，CO₂的吸收减少直接影响叶肉细胞光合作用中的暗反应中 CO₂ 的固定。 （3）实验数据显示，ZmFDL过表达株系抗氧化酶含量高，而抗氧化酶主要功能是清除体内产生的过多的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)等自由基，保护细胞免受氧化损伤，因此ZmFDL 过表达会使玉米细胞中自由基数量减少。 （4）题图和表中信息显示，OX组的脯氨酸和单株产量均高于WT和KD，说明ZmFDL 过表达会使叶片相对含水量升高，究其原因：与WT组相比，OX组气孔导度降低，减少了水分的散失，所以叶片相对含水量升高 ；与 WT组相比OX组脯氨酸含量较高，脯氨酸可以调节细胞的渗透压，增强细胞的保水能力，进而使叶片相对含水量升高。 / 学科网（北京）股份有限公司 $