热点命题3 环境胁迫对光合作用的影响(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考生物大二轮专题复习（不定项）

该高中生物学高考复习讲义聚焦环境胁迫对光合作用的影响核心考点，涵盖非生物胁迫（光照、CO₂、温度等）的类型、影响原理及生理表现，按“胁迫类型-作用机制-代谢影响”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导（如分析光反应暗反应环节）、真题训练（2025安徽卷等）帮助学生构建知识网络，突破难点。 讲义突出生命观念（结构与功能观）和科学思维培养，如用表格对比不同胁迫对光合结构及代谢的影响，真题解析引导学生用物质与能量观分析代谢路径。设计探究实验（如验证基因对耐涝性的作用）落实探究实践，分层练习（基础原理到综合应用）保障复习效果，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

热点命题3　环境胁迫对光合作用的影响 1.传统农业生产模式及应用 2.胁迫(逆境)对光合作用的影响 胁迫可分为生物胁迫和非生物胁迫两大类。非生物胁迫主要有水分(干旱和淹涝)、温度(高温和低温)、盐碱、环境污染等理化逆境。生物胁迫主要包括病害、虫害、杂草等。 非生物胁迫的主要类型: 类型 影响原理 主要表现 光照 主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件,通过影响光反应来影响农作物的光合作用 影响植物叶绿素的合成;对类囊体膜造成损伤 CO2 CO2是光合作用的反应物,CO2浓度低于CO2补偿点,会通过影响暗反应速率而影响光合作用强度 光合作用原料CO2不足导致暗反应速率下降 温度 低温逆境和高温逆境,主要通过影响酶的活性或气孔开放程度而影响光合作用强度 叶绿体和酶的结构遭到破坏,进而影响两者的功能;引起气孔关闭,影响CO2的吸收 水分 水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭,影响CO2吸收而影响暗反应,进而影响光合作用;农作物被水淹时,根细胞进行无氧呼吸产生酒精,对细胞造成毒害 无机盐 矿质营养对光合作用的影响主要包括:①影响叶绿体中物质和结构的形成,如叶绿素(Mg2+);②盐胁迫影响根系吸水,进而影响气孔开放程度;③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性 1.(2025·安徽卷,T16)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响,科研小组测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT,模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度,结果见图1。 回答下列问题: (1)据图1分析,低氧胁迫下,NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸 增强 ,原因是 与野生型相比,低氧条件下NtPIP基因过量表达株根细胞的氧浓度高,呼吸速率高 。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为 [H](或NADH) 中储存的能量。 (2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现,在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时,E增多并累积[图2(a)];当加入F、G或H时,E也同样累积[图2(b)]。根据此结果,针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设: H可以转化成A,形成循环的通路(答案合理即可) 。 注:字母A~H表示一系列分子。 (3)科研小组还发现,低氧条件下,NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析,其原因是 NtPIP基因过量表达株细胞间的CO2浓度高,提高了暗反应速率;产生的能量多,有利于根细胞吸收N、Mg等用于合成叶绿素,提高植物的光反应速率 。 (4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应,最终接受电子的物质(最终电子受体)是 NADP+ ,而最终提供电子的物质(最终电子供体)是 H2O 。 解析　(1)分析题图1可知,正常供氧(AT)条件下,野生型(WT)和NtPIP基因过量表达株(OE)根细胞氧浓度相同,且呼吸速率基本相同,说明NtPIP基因过量表达对植物在正常供氧(AT)条件下的呼吸速率基本没有影响;而在低氧(HT)条件下,NtPIP基因过量表达株(OE)根细胞的氧浓度明显高于野生型(WT),且呼吸速率也明显高于野生型(WT),说明低氧胁迫下,NtPIP基因过量表达会促进植物根细胞吸收氧气并提高有氧呼吸速率。有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H](或NADH)并释放少量能量的过程,故丙酮酸中的化学能大部分被转化为[H](或NADH)中储存的能量。(2)根据题意和题图2可知,丙二酸能阻遏E转化为F,故在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C会导致E增多并累积;而加入F、G或H时,E同样也累积,说明H与A之间可能存在通路,如H可以转化为A,再由A经一系列转化形成E,进而导致E累积。(3)低氧条件下,NtPIP基因过量表达株根细胞呼吸速率显著大于野生型,一方面提高了细胞间的CO2浓度,提高了暗反应速率;另一方面,产生的能量多,有利于根细胞吸收N、Mg等用于合成叶绿素,从而提高植物的光反应速率。(4)光合作用过程中,光合色素吸收了光能后将水分解为氧和H+,同时产生电子,电子经传递可用于NADP+与H+反应生成NADPH。故电子的最终供体是H2O,电子的最终受体是NADP+。 2.(2025·泰安模拟)研究人员发现大豆细胞中GmPLP1(一种光受体蛋白)的表达量在强光下显著下降。据此,他们作出“GmPLP1参与强光胁迫响应”的假设。为验证该假设,他们选用WT(野生型)、GmPLP1⁃ox(GmPLP1过表达)和GmPLP1⁃i(GmPLP1低表达)转基因大豆幼苗为材料进行相关实验,结果如图1所示。请回答下列问题: (1)强光胁迫时,过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体(PSⅡ)造成损伤,并产生活性氧(影响PSⅡ的修复),进而影响 NADPH和ATP 的供应,导致暗反应 C3的还原 (填生理过程)减弱,生成的有机物减少,致使植物减产。 (2)图1中,光照强度大于1 500 μmol·m-2·s-1时,随着光照强度的增加,三组实验大豆幼苗的净光合速率均增加缓慢,分析其原因可能是 受胞间CO2浓度的限制;受光合作用有关酶的数量(活性)的限制;受温度的影响 (试从暗反应角度答出两点)。该实验结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应,判断依据是 一定范围内,光照较强时,与WT相比,GmPLP1的表达量增加抑制大豆幼苗的光合作用;GmPLP1的表达量减少促进大豆幼苗的光合作用 。 (3)研究小组在进一步的研究中发现,强光会诱导蛋白GmVTC2b的表达。为探究GmVTC2b是否参与大豆对强光胁迫的响应,他们测量了弱光和强光下WT(野生型)和GmVTC2b⁃ox(GmVTC2b过表达)转基因大豆幼苗中抗坏血酸(可清除活性氧)的含量,结果如图2所示。根据结果可推测在强光胁迫下,GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性(生物对强光胁迫的忍耐程度),其原理是 GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力,从而增加植株对强光胁迫的耐受性 。 (4)经进一步的研究,研究人员发现GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能,减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性。若在第(3)小题实验的基础上增设一个实验组进行验证,该实验组的选材为 GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达(或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达) 的转基因大豆幼苗(提示:可通过转基因技术得到相应基因过表达和低表达的植物)。根据以上信息,试提出一个可提高大豆对强光胁迫的耐受性,从而达到增产目的的思路: 抑制大豆细胞中GmPLP1的表达;促进大豆细胞中GmVTC2b的表达;增加大豆细胞中抗坏血酸的含量 。 解析　(1)强光胁迫时,过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体(PSⅡ)造成损伤,光反应减弱,光反应产生的ATP和NADPH减少,而暗反应过程中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH,因此导致暗反应C3的还原减弱,生成的有机物减少,致使植物减产。(3)由于GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力,从而增加植株对强光胁迫的耐受性,因此在强光胁迫下GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性(生物对强光胁迫的忍耐程度)。(4)为了验证GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能,减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性,可通过设置GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达(或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达)的转基因大豆幼苗来进行实验。达到增产目的的思路见答案。 学科网（北京）股份有限公司 $