专题1 共研大题1 细胞代谢（PPT课件）-【正禾一本通】2026年高考生物二轮专题复习高效讲义（单选版）

高三二轮专题复习高效讲义 生 物 学 1 专题一 PPT下载 http:///xiazai/ 分子与细胞 共研大题1　细胞代谢 2 【考情分析】 考查角度 考题分布 气孔导度对光合作用的影响 2025云南T17、 2025四川T16、 2024湖北T21、 2024山东T21、 2023全国乙T29 2．无机盐与人体稳态调节 考查角度 考题分布 特殊代谢途径与适应性 2025陕晋青宁T17、 2025山东T21、 2024广东T20(4)、 2024黑吉辽T21、 2023北京T20、 2023湖南T17 2．无机盐与人体稳态调节 考查角度 考题分布 环境胁迫对农作物产量的影响 2025河南T17、 2025湖南T17、 2024重庆T18、 2024浙江1月T20(2)、 2023重庆T19(2) 2．无机盐与人体稳态调节 考查方式 备考建议 该部分内容的命题以非选择题形式考查，属于年年必考的题目。试题情境多样，以下两种居多：一是大学教材中有氧呼吸和光合作用过程的文字或图解；二是科学家所做的一种或多种环境因素对两过程影响的实验数据表或坐标曲线图。考查对两过程基础知识的识记和对图表数据的分析推理。针对核心素养的考查主要是建立“对立统一、结构决定功能”的观点，建立细胞呼吸和光合作用在生产实践中应用的社会责任。主要考查逻辑推理与论证、实验探究能力、图表分析能力等。 1.依托教材，夯实基础，提升迁移能力：以核心概念为中心，根据概念间的内在联系，发散思维，从多个维度联系各个知识点，同一知识点通过不同维度可以出现在不同的知识点网络中，提升学生的知识迁移能力。 2．关注原理，联系实践，提升学科素养：关注中耕松土、施肥浇水、间作套种，秸秆还田、尿泥促根、光周期处理等生产实践技术的生物学原理，并运用植物生理学原理解释和解决生产实践中的一系列问题。 3．重视实验，尝试探究，规范语言表达：这类题目的考点集中体现在三个方面：一是要求“解释原因”，二是要求“描述现象、归纳结论”，三是要求“设计实验步骤”。 2．无机盐与人体稳态调节 02 考查角度二　特殊代谢途径与适应性 内容索引 03 考查角度三　环境胁迫对农作物产量的影响 04 细胞代谢专项练 考查角度一　气孔导度对光合作用的影响 01 考查角度一　气孔导度对光合作用的影响 2．无机盐与人体稳态调节 考查角度二　特殊代谢途径与适应性 2．无机盐与人体稳态调节 项目 C4植物、CAM植物固定CO2的方式 C3、C4、CAM途径 特点 相同点：都对CO2进行了两次固定 C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物 不同点：C4植物两次固定CO2是空间上错开；CAM植物两次固定CO2是时间上错开 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 考查角度三　环境胁迫对农作物产量的影响 【重点解读】 1．传统农业生产模式及应用 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 (2)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，低于CO2补偿点的CO2浓度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 2．无机盐与人体稳态调节 类型 影响原理 主要表现 温度 低温逆境和高温逆境，主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用 叶绿体的结构和酶的功能受到破坏；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 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 2．无机盐与人体稳态调节 细胞代谢专项练 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 1 2 3 4 2．无机盐与人体稳态调节 谢谢观看 【重点解读】 1．气孔开闭的原理 气孔开闭运动的关键在于保卫细胞吸水膨胀变化。当液泡内溶质增多，细胞渗透压上升，吸收邻近细胞的水分而膨胀，这时较薄的外壁易于伸长，细胞向外弯曲，气孔就张开。反之，气孔关闭。 2．影响气孔开闭的因素 (1)光：在一般情况下，白天打开气孔进行光合作用，晚上关闭气孔来减少水分损失。若中午光照强、温度高，则气孔关闭，造成光合速率短暂下降(常见于C3植物)。 (2)CO2：低浓度时促进气孔开放，高浓度时不管在光照或黑暗条件下都能促进气孔关闭。 (3)含水量：干旱或蒸腾过强失水多，导致气孔关闭。 (4)植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。 (5)温度：气孔开度一般随温度的上升而增大，可以通过加强蒸腾作用降低植物体温，是植物抗热的保护机制。在30～50 ℃时，气孔开度最大。 3．气孔导度与光合作用的关系 (1)与光合作 用的关系 正向作用：气孔导度↑→CO2吸收↑→暗反应速率↑(卡尔文循环)→光合速率↑ 限制因素：当光照不足或酶活性低时，仅增加气孔导度可能无法提升光合速率 (2)气孔导 度≠光合 速率 原因：若光合速率下降但气孔导度不变，原因可能是非气孔因素(如酶活性降低、叶绿体受损)限制 判断方法：分析胞间CO2浓度(Ci) ①Ci降低→气孔限制(气孔导度下降导致CO2不足)； ②Ci升高→非气孔限制(如光反应受阻) 4.与气孔导度相关的命题分析 (1)图表 分析题 典型情境：给出气孔导度、净光合速率随时间或环境条件变化的曲线 命题方向： ①分析气孔导度与光合速率的关系(如正相关/不同步变化)； ②解释气孔导度下降但光合速率不变的原因(如CO2饱和) (2)实验 设计题 示例：探究气孔导度对光合作用的影响 关键操作： ①控制变量：光照、温度一致，改变气孔导度(如使用ABA激素诱导关闭)； ②检测指标：净光合速率、胞间CO2浓度(Ci) 【考题印证】 [示例1](2024·湖北高考)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❶，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”“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”)。 高效解读 (1)【重点解读1】＋信息❶→导致细胞液的渗透压降低→保卫细胞失水→引起气孔关闭→CO2吸收减少，光合速率减小。 (2)图2信息→r组为rhc1基因功能缺失，不能正常表达rhc1基因产物，wt组能表达rhc1基因产物→在高CO2浓度下，r组气孔开放程度更高，说明无rhc1基因产物有利于气孔开放，rhc1基因产物促进气孔关闭。 (3)图1信息→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)图1＋图2信息→与h/r组相比，r组含ht1基因产物，高浓度CO2时r组气孔开放度高于h/r组，可推测ht1基因产物抑制蛋白丙对保卫细胞液泡的溶质的转运，从而抑制气孔关闭；wt组(含ht1基因产物和rhc1基因产物)高浓度CO2时气孔关闭，这说明rhc1基因产物可抑制ht1基因产物的作用，rhc1与ht1基因的作用关系为：rhc1基因表达产物 ht1基因表达产物―→有利于打开气孔。 [即时练1](2025·广东潮州模拟)气孔导度(gs)和叶肉导度(gm)都是影响光合速率的重要因素。gs代表CO2穿过叶片气孔阻力的倒数，gm代表CO2从植物叶片气孔下腔扩散到叶绿体羧化位点阻力的倒数。图1表示CO2从外界环境进入叶绿体后被RuBP羧化酶羧化进入卡尔文循环的过程。请回答下列问题： (1)叶肉细胞间隙中的CO2通过__________________的方式进入叶绿体基质，经RuBP羧化酶催化后被C5固定，随后产生的C3接受光反应提供的________________释放的能量并被NADPH还原成糖类或C5。 (2)某科研团队利用大豆研究PA(叶片光合速率)与gs、gm的关系，其中大豆在开花前后和鼓粒中后期的PA受gs和gm的影响如图2、图3所示。 ①由图2可以看出，开花前后，在gs＝2.5之前，gs越大，PA越大，但在gs>2.5之后，随着gs增大，PA反而降低，推测其原因可能是___________________ ____________________________________________。 ②由图3可知，在开花前后和鼓粒中后期检测出gm对PA的影响几乎一致，为了提高鼓粒中后期PA，请从提高gm的角度给出两种方案：_____________ __________________________________________________。 解析：(1)CO2为气体，可通过自由扩散的方式穿过生物膜，据图可知，CO2还可以通过AQPs蛋白进入，该方式属于协助扩散。C3接受光反应提供的ATP和NADPH释放的能量并被还原剂NADPH还原。(2)①由图2可以看出，开花前后，在gs＝2.5之前，gs越大，PA越大，但在gs>2.5之后，随着gs增大，PA反而降低，推测其原因可能是：气孔过度开放导致水分流失：当气孔导度过大时，气孔过度开放，导致叶片水分流失加剧，可能引起叶片失水，进而影响光合作用的进行；光呼吸增强：高气孔导度可能导致光呼吸增强，消耗更多的能量和碳源，从而降低净光合速率。②由图3可知，在开花前后和鼓粒中后期检测出gm对PA的影响几乎一致，为了提高鼓粒中后期PA，可通过增加叶肉细胞的CO2扩散效率(通过优化叶肉细胞的结构或增加叶绿体的数量)、提高RuBP羧化酶的活性(通过调节酶的浓度或优化其催化环境)，从而提高暗反应速率，使得gm提高，进而提高PA。 答案：(1)自由扩散和协助扩散　ATP和NADPH　(2)①气孔过度开放导致水分流失；光呼吸增强　②增加叶肉细胞的CO2扩散效率；提高RuBP羧化酶的活性 【重点解读】 1．C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2方式的比较 2.光呼吸 (1)光呼吸简要过程 RuBP羧化酶是双功能酶，既可催化C5与CO2的固定(羧化)，又可催化C5与O2(加氧)的反应，其催化方向取决于CO2/O2的比值： ①比值增大，羧化反应增强，进行光合作用； ②比值减小，加氧反应增强，进入C2途径。因此，高O2环境下，光呼吸会明显加强，而提高CO2浓度可明显抑制光呼吸。 (2)光呼吸的有利影响——减少光抑制 高光强、高温、干旱环境下，植物气孔关闭，CO2不能进入叶肉细胞，导致光抑制。此时，植物的光呼吸释放CO2，消耗多余的ATP和NADPH，减少活性氧的产生，对光合器官起保护作用。 (3)光呼吸与细胞呼吸的区别 ①反应条件不同：光呼吸的强度大致和光照强度成正比。只有在光照下，CO2浓度降低，O2浓度增高时才进行。 ②产能情况不同：光呼吸虽然能使有机物分解为CO2，却不产生ATP或NADPH。 【考题印证】 [示例2](2025·陕晋青宁高考)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；❶线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图(b)。❷回答下列问题。 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的______，产物C3在光反应生成的________参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是_________________________________________________________。 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率________(填“增大”或“减小”)；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度______(填“大”“小”或“无法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：_____________________________________。 高效解读 (1)【重点解读1】＋信息❶→叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。 (2)题图＋信息❷→相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。 (3)信息❶＋题图＋信息❷→当O2浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度小。 (4)题干信息→构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株(假设为T)，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。 [即时练2](2025·山东聊城模拟)光抑制是指持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，从而导致光合作用减弱的现象，是植物长期进化的结果。绿色植物可以通过如图所示3道防线有效避免强光造成的损害。如类囊体上的PsbS可将植物吸收的多余光能，以热能形式散失掉，或是通过超氧化物歧化酶清除掉光有毒产物。 (1)类囊体上的PSⅡ是多种色素和蛋白质构成的复合体，其色素提取的原理是__________________________________________________________。 (2)强光下产生的光有毒产物，会攻击PSⅡ中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解，导致光反应中____________生成减少，进而影响暗反应中________的还原。 (3)为研究D1蛋白降解过程中D1蛋白去磷酸化和D1蛋白交联聚合物解聚发生的先后顺序，科学家用特定药物处理叶片抑制叶绿体蛋白质合成和D1蛋白去磷酸化后，检测D1蛋白和D1蛋白交联聚合物含量，若实验结果显示为___________________，则说明D1蛋白降解过程为D1蛋白降解依赖的环境条件→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→D1蛋白降解。 (4)科研人员进一步做了植物应对高光照条件的光保护机制的探究实验，结果如图所示，据图分析持续高强光条件下，植物自我保护的机制是______________________________________________________________。 解析：(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。(2)D1蛋白是PSⅡ反应中心的关键蛋白，D1蛋白受损会影响光反应的正常进行，导致ATP、NADPH合成减少，进而影响到C3的还原。(3)分析题意，只有当科学家用特定药物处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物明显减少时，才可说明D1蛋白降解过程为D1蛋白降解依赖的环境条件→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→D1蛋白降解。(4)据图分析，随着高强光条件的处理时间延长，叶黄素转化抑制剂处理组和类囊体蛋白PsbS抑制剂组光合效率明显降低，因此可推断持续高强光条件下，植物自我保护的机制是在高光照条件下，植物通过增加类囊体蛋白PsbS和叶黄素的含量，增加热能散失和清除3chl等光有毒产物的量，减弱强光对植物光合作用的影响。 答案：(1)光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇　(2)ATP、NADPH　C3　(3)D1蛋白含量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物含量明显减少　(4)在高光照条件下，植物通过增加类囊体蛋白PsbS和叶黄素的含量，增加热能散失和清除3chl等光有毒产物的量，减弱强光对植物光合作用的影响 2．胁迫(逆境)对光合作用影响的原理及表现 (1)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。 【考题印证】 [示例3](2024·浙江1月选考)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题： (1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第______阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是___________，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使____________得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越________(填“耐渍害”或“不耐渍害”)。 (2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。 项目 光合 速率 蒸腾 速率 气孔 导度 胞间CO2 浓度 叶绿素 含量 光合速率 1 蒸腾速率 0.95 1 气孔导度 0.99 0.94 1 胞间CO2浓度 －0.99 －0.98 －0.99 1 叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 －0.93 1 注：表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。 据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是______________。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈______趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由__________________(填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致的，理由是_____________________________ ________________________________________________________________________________________________。 (3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内____(激素)大量积累，诱导气孔关闭❶，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过______，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织❷，促进氧气运输到根部，缓解渍害。 高效解读 (1)【重点解读2(2)】＋储备知识→有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵(无氧呼吸)的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD＋参与，所以氢接受体(NAD＋)再生，有利于葡萄糖分解的正常进行→渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行，更加耐渍害。 (2)表格信息→叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值→说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，为正相关→光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升→光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。 (3)信息❶→脱落酸具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应；信息❷→有些植物根系细胞通过凋亡形成腔隙，进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部。 [即时练3](2025·浙江杭州模拟)火龙果原产于中美洲热带，主要生长在季节性干旱的热带生物群落中，因其果实品质优、经济效率高而在我国广泛种植。回答下列问题： (1)某同学查阅相关资料发现：生活在干旱及半干旱地区的某些植物具有一种光合固定CO2的附加途径。即晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。该同学推测：火龙果在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。 ①为验证上述假设进行实验：取若干正常生长且状态一致的火龙果植株随机分成A、B两组，以pH作为检测指标，请完善下列分组处理。 组别 培养条件 检测结果 A ____ 一段时间后，在夜晚和____分别测定A、B两组植物的____，并记录。 B ____ ②请将支持假设的预测结果以柱形图形式呈现。 ③生活在干旱地区的植物白天气孔关闭，防止________用所需的CO2来自苹果酸脱羧和__________，植物的这种变化是________________的结果。 (2)为实施精准灌溉，对火龙果的抗旱生理进行研究：设正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(LD)、中度干旱胁迫(MD)和重度干旱胁迫(SD)4个处理，测得相关生理指标见下表。SOD、POD、CAT是植物体内的抗氧化酶，可清除干旱产生的活性氧，防止植物细胞受到氧化损伤；MDA是细胞膜脂过氧化的产物，其含量可反映植物遭受逆境伤害的程度。 干旱胁迫下火龙果的抗氧化酶活性变化 处理 超氧化物 歧化酶 (U/g)SOD 过氧 化物酶 (U/g)POD 过氧化 氢酶[nmol/ (min·g)]CAT 丙二醛 (nmol/ g)MDA 脯氨酸 (μg/g) Proline CK 43.71 209.30 108.90 11.13 15.64 LD 46.12 180.60 122.00 15.06 17.04 MD 54.04 332.60 148.80 17.43 33.33 SD 25.43 63.69 230.00 15.76 17.87 ①尽管干旱使火龙果体内的丙二醛含量增加，但其增幅远低于普通植物，据表分析，火龙果抗旱性较强的原因可能是____________________；与CK组相比，干旱条件下各组脯氨酸(Pro)含量都有所增加，推测此过程中脯氨酸的作用是______________________________________。 ②研究表明，火龙果根系的生物量仅占总生物量的极少部分，且随旱情加重，根系总长度、总表面积和总体积逐渐降低，综合上述分析可知，火龙果的抗旱能力强是______(填“根系原因”或“非根系原因”)。 解析：(1)①验证火龙果在干旱环境中存在特殊的CO2固定方式，实验的自变量应为是否干旱处理。这种特殊的CO2固定方式，晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2用于光合作用，夜晚和白天液泡的pH不同，可在夜晚和次日白天分别测定A、B两组植物的液泡pH，并记录。②支持假设的预测结果是干旱处理组夜晚液泡pH低于白天，水分充足处理组夜晚和白天液泡pH基本相同。柱形图见答案。③生活在干旱地区的植物白天气孔关闭，防止蒸腾作用过强，植物失水过多，白天光合作用所需的CO2来自苹果酸脱羧和细胞呼吸释放，植物的这种变化是生物对环境的长期适应(自然选择)的结果。 (2)①尽管干旱使火龙果体内的丙二醛含量增加，但LD和MD组相差不大，据表分析，火龙果抗旱性较强的原因可能是在干旱条件下，抗氧化酶活性提高，伤害程度减轻；与CK组相比，干旱条件下各组脯氨酸(Pro)含量都有所增加，推测此过程中脯氨酸的作用是作为渗透压调节物质，保持植物细胞和环境渗透压平衡。②火龙果根系的生物量仅占总生物量的极少部分，且随旱情加重，根系总长度、总表面积和总体积逐渐降低，说明火龙果的抗旱能力强是非根系原因。 答案：(1)①干旱　水分充足　次日白天　液泡pH ② ③蒸腾作用过强，植物失水过多　细胞呼吸　生物对环境的长期适应(自然选择)　(2)①在干旱条件下，抗氧化酶活性提高，伤害程度减轻　作为渗透压调节物质，保持植物细胞和环境渗透压平衡　②非根系原因 1．(2025·河南郑州三模)指导“三农”工作的中央一号文件曾明确提出要扎实推进大豆玉米带状复合种植(分行相间种植玉米和大豆)，助农增产增收。回答下列问题。 (1)阳光能够给光合作用提供能量，请简述光能在光合作用过程中的转化过程：光能→____________________________________。请推测玉米与大豆适合带状复合种植的可能原因是：_________________________________。 (2)在晴朗夏季的中午，光照增强，大豆的光合速率反而下降(“光合午休”现象)，其原因是___________________________________________。此时C3的含量会________(填“高于”“等于”或“低于”)之前的。相比于大豆，玉米固定CO2的途径除卡尔文循环(C3途径)外，还存在一条如下图所示的C4途径，已知PEP羧化酶对CO2的亲和力比RuBP羧化酶对CO2的亲和力高数十倍。请据此推测玉米不易出现“光合午休”现象的原因是_________________________。 (3)某地积极推广大豆玉米带状复合种植，同时在收获后实施玉米秸秆还田措施。结果发现氮肥使用量减少的同时，土壤中的氮素含量反而提升了，出现该结果的原因可能是_________________________________________ (答出2点即可)。氮在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，但在农业生产中仍要往农田施加氮肥的原因是________________________________ ______________________________________________________________。 答案：(1)ATP和NADPH中(活跃)的化学能→糖类等有机物中(稳定)的化学能　玉米植株的高度大于大豆，光饱和点较高，能够利用顶层的阳光(或大豆植株的高度小于玉米，光饱和点较低，能够利用底层的阳光)　(2)晴朗夏季的中午，气孔大量关闭，大豆叶肉细胞可以利用的CO2浓度下降，抑制暗反应的进行　低于　玉米叶肉细胞中存在PEP羧化酶，其对CO2具有较高的亲和力，使得玉米在晴朗夏季的中午能够利用低浓度的CO2进行光合作用　(3)一方面，大豆根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，帮助提升土壤中的氮素含量；另一方面，玉米秸秆还田后，会被土壤中的微生物分解，增加土壤中氮素的含量　农产品要源源不断地从农田生态系统中输出，带走大量氮元素 2．(2025·辽宁鞍山二模)多肉植物白凤是景天科植物，由于起源地光照充足、水分稀缺，其白天气孔几乎处于完全关闭的状态，因此具有特殊的CO2利用方式(称为CAM途径，如图所示)。夜间气孔开放，细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作为CO2接受体，在PEP羧化酶催化下形成草酰乙酸(OAA)，再还原成苹果酸并储存于液泡中。白天苹果酸进行脱羧释放CO2。回答下列问题： (1)白凤的气孔在白天关闭夜间开放，其意义在于_______________________。 从形态方面分析，白凤能适应干旱环境的特点为________________(写出1点)。具有CAM途径的多肉植物的卡尔文循环发生在________(填“白天”或“夜间”)，原因是________________________。 (2)白凤细胞中光合作用利用的CO2来源于__________________两个途径，有氧呼吸第二阶段利用的丙酮酸来源于___________________两个途径。 (3)研究表明，白凤在0～4点、20～24点气孔处于完全开放状态，10～16点气孔处于完全关闭的状态，请在图中绘出一昼夜内其CO2的吸收速率曲线(绘出趋势即可)。 (4)基于这类植物特殊的CO2利用方式，其10～16点的净光合速率不能用植物CO2的吸收速率来表示。请写出一种表示净光合速率的指标：_____________________________________________________________。 解析：(3)白凤在0～4点、20～24点气孔处于完全开放状态，CO2吸收速率较大且平稳，4～10点吸收速率逐渐变小，10～16点气孔处于完全关闭的状态，CO2吸收速率为0，16～20点吸收速率逐渐变大，故可据此绘制图形，图形见答案。(4)净光合速率是植物的总光合速率与呼吸速率的差值，可用有机物的积累速率(或单位时间内有机物的积累量)表示。 答案：(1)白天气孔关闭可避免因蒸腾作用过强而散失大量水分，夜晚气孔开放吸收储存CO2供白天光合作用利用　植株矮小、叶片肥厚　白天　只有白天才能进行光反应产生ATP和NADPH，用于C3的还原　(2)苹果酸的脱羧反应、线粒体中丙酮酸的分解(或有氧呼吸第二阶段)　葡萄糖的分解(或有氧呼吸第一阶段)、苹果酸的分解 (3) (4)有机物的积累速率(或单位时间内有机物的积累量) 3．(2025·安徽合肥二模)在拟南芥叶肉细胞中，有机物分解释放CO2的代谢途径有光呼吸和细胞呼吸等。其中光呼吸与光合作用密切关联，二者强度受CO2和O2相对浓度等因素调节。相关有机物的演变及其关键酶促反应如图1所示，回答下列问题。 (1)细胞呼吸代谢途径与光呼吸存在交集，都与生命活动的能量代谢有关。请参考图1中的表示形式，在虚线框中补充有关的物质变化，使各代谢途径联系在一起。 (2)在适宜条件下，突然停止光照，水稻叶片CO2释放量先增加后下降，然后逐渐稳定。据图1分析，叶片CO2释放量下降的原因是光反应停止后，_____________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)图1中GDC酶主要分布在叶肉细胞，在非光合组织中含量极低，H蛋白是其重要组分。为了探究H蛋白对拟南芥幼苗生长的影响，研究者在充足光照条件下，做了相关研究，结果如下： ①强光下，光、暗反应失衡，过剩能量会转移给O2形成氧自由基。图2中H组和HS组光合速率高于WT组的原因是_________________，从而减少氧自由基的含量，使叶绿体的膜损伤程度降低，有利于光反应强度的维持。 ②检测结果表明，与WT组相比，H组植株光合速率更高，但生长却受到了抑制。对此，同学甲给出的解释之一是：在H组植株的线粒体中，“2C2→C3＋CO2”(脱羧反应)的反应增强，改变了线粒体内的NADH/NAD＋比例，影响其能量代谢的平衡，使细胞呼吸分解的有机物增多，导致干重下降。对于这个解释，同学乙认为不合理，他的理由可能是：______________ _____________________________________(答出1点)。 (4)综合本题信息，若要在强光下提高大棚蔬菜产量，除“在叶中过量表达H基因”外，还可采取的措施有______________(答出1点)。 解析：(1)细胞呼吸代谢途径与光呼吸存在交集，虚线框对应的场所是线粒体基质，且与NAD＋、NADH、CO2等物质的变化有关，据此推测是有氧呼吸的第二个阶段，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和NADH，并释放出少量的能量的过程，图示见答案。(2)停止光照，光反应停止，不再产生NADPH和ATP，原有的NADPH和ATP逐渐耗尽，导致C3还原过程受阻，无法再生出C5；光呼吸过程中C5与O2反应生成C2，C2在GDC酶的催化下生成CO2，C3的减少导致该过程受阻，同时光呼吸是消耗能量的过程，ATP的减少也导致该过程受阻，因此叶片CO2的释放量下降。 (3)①强光下，光、暗反应失衡，过剩能量会转移给O2形成氧自由基。H组的H基因全株过量表达，HS组的H基因在叶肉细胞特异性过量表达，因此推测：H蛋白含量增加促进光呼吸，消耗过剩能量，从而减少氧自由基的含量，使叶绿体的膜损伤程度降低，有利于光反应强度的维持，使得H组和HS组光合速率高于WT组。②GDC酶能催化C2和NAD＋转化为C3、CO2、NADH(即脱羧反应)，GDC酶主要分布在叶肉细胞，在非光合组织中含量极低，H蛋白是其重要组分；仅提高H蛋白含量可能不足以增强脱羧反应或者增强的脱羧反应会使线粒体内NADH/NAD＋升高，导致有氧呼吸因NAD＋供应不足而减弱，所以同学甲给出的解释不合理。 答案：(1) (2)NADPH和ATP逐渐耗尽导致C5无法再生，光呼吸因缺乏C5和ATP而逐渐减弱　(3)①H蛋白含量增加促进光呼吸，消耗过剩能量　②GDC酶在非光合细胞中含量极低，仅提高H蛋白含量不足以增强脱羧反应(或增强的脱羧反应会使线粒体内NADH/NAD＋升高，导致有氧呼吸因NAD＋供应不足而减弱)　(4)适当提高大棚内O2的相对含量/适量使用光呼吸促进剂等(合理即可) 4．(2025·四川绵阳模拟)在作物生长过程中，常会遇到两种胁迫：生物胁迫和非生物胁迫。科研人员研究了干旱胁迫、烟草花叶病毒胁迫对烟草幼苗净光合速率的影响，得到如图甲所示实验结果；研究了干旱胁迫下添加水、烟草花叶病毒胁迫下添加宁南霉素处理对恢复期烟草幼苗净光合速率的影响，结果如图乙所示。回答下列问题。 (1)植物的光合作用是将____________转变为有机化合物并释放出氧气的过程，分析图甲，干旱胁迫能降低烟草幼苗的净光合速率，主要原因可能是 ______________________________________________________________。 (2)对比图甲、图乙结果，可以得出恢复期______组烟草幼苗的净光合速率恢复程度最大；宁南霉素的作用可能是_________________________。 (3)与干旱胁迫相比，烟草花叶病毒胁迫下，烟草幼苗含有的有机物的量__________(填“较多”“较少”或“基本相等”)，依据是______________ _______________________________________________。 解析：(2)对比图甲、图乙结果，恢复期E组即干旱胁迫后加水组的烟草幼苗的净光合速率恢复程度最大；图乙中有烟草花叶病毒胁迫的两组加宁南霉素处理，即F组和E&F组，通过比较这两组，可知宁南霉素的作用可能是减少烟草花叶病毒对烟草幼苗的侵害。 答案：(1)水和二氧化碳　干旱导致叶片的气孔开放程度降低，使烟草幼苗吸收的CO2减少　(2)E　减少烟草花叶病毒对烟草幼苗的侵害　(3)较少　图甲中，烟草花叶病毒胁迫下，烟草幼苗的净光合速率小于干旱胁迫下的净光合速率 $