专题2 重难点6 光抑制与光保护(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物二轮专题辅导与训练（A版）

重难点6　光抑制与光保护

1．(2024·重庆卷)重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和(光合速率不再随光强增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。

(1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图甲。

甲

①黄连的光饱和点约为________ μmol·m－2·s－1。光强大于1300 μmol·m－2·s－1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于________________________。

②推测光强对黄连生长的影响主要表现为________________________________________

________________________________________________________________________。黄连叶片适应弱光的特征有________________________(答2点)。

(2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏(主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体)，为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向(图乙)的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括________(多选)。①叶片叶绿体避光运动；②提高光合产物生成速率；③自由基清除能力增强；④提高叶绿素含量；⑤增强热耗散

乙

(3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是____________________________。

解析　(1)①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度，由图甲净光合速率的曲线可知，当光照强度达到500 μmol·m－2·s－1时光合速率不再增加；光强大于1300 μmol·m－2·s－1后，由图甲可知光合作用受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加。②由图甲净光合速率曲线可知，光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光条件下随光强增加快速生长，光照过强其生长受到抑制；黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多等。(2)为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例，由图乙可看出光能的主要去向为热消耗，所以黄连提升修复能力等防御机制，具体可包括⑤增强热耗散、①叶片叶绿体避光运动、②提高光合产物生成速率、③自由基清除能力增强。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收，不能减轻光抑制。(3)为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施有合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应，合理密植等。

答案　(1)①500　光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加　②黄连在弱光条件下随光强增加快速生长，光照过强其生长受到抑制　叶片较薄；叶绿素较多(叶色深绿或叶绿体颗粒较大或叶绿体类囊体膜面积更大)

(2)①②③⑤

(3)合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应

2．(2025·山东卷)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。

注：表示电子的传递路径；Y、Z表示光合色素分子

(1)叶绿体膜的基本支架是____________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的________，扩展了受光面积。

(2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、____________。离心收集绿藻并重新放入含HO的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有_______。

(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析　(1)叶绿体膜属于生物膜，其基本支架是磷脂双分子层。叶绿体中含有许多由类囊体堆叠而成的基粒，扩展了受光面积。

(2)据题图可知，H2O光解产生电子，电子的受体为NADP＋，因此生成NADPH所需的电子源自H2O。用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，3H会通过光合作用进入产物葡萄糖中，使葡萄糖被3H标记，以该葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，经有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸和[H]均会被3H标记，丙酮酸进入线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时分解产生[H]，故在线粒体基质中被3H标记的物质有H2O、丙酮酸和[H]。将离心收集的绿藻重新放入含有HO的培养液中，在适宜的光照条件下继续培养，绿藻中的HO经过光合作用产生了18O2；而18O2中的18O可通过有氧呼吸第三阶段进入H2O中，再通过有氧呼吸第二阶段可进入CO2中，故绿藻产生的带18O标记的气体有O2和CO2。

(3)据题图可知，过剩的光能可通过途径①以电能的方式耗散；还可通过途径②以热能的方式耗散，减轻光合系统的损伤。

答案　(1)磷脂双分子层　基粒

(2)H2O　丙酮酸、[H]　O2、CO2

(3)途径①以电能的方式耗散光能，途径②以热能的方式耗散光能

(1)概念：植物的光合系统所接受的光能超过光合作用所能利用的量时，光合功能便降低，这就是光合作用的光抑制。

(2)光抑制机理：光合系统的破坏，PSⅡ是光破坏的主要场所。发生光破坏后的结果：电子传递受阻，光合效率下降。

(3)光抑制现象主要发生在PSⅡ系统。

PSⅡ是一个多亚基的色素蛋白复合体，在高等植物和藻类的类囊体中起着光驱动水氧