专题1 第3讲 课时2 影响细胞呼吸和光合作用的因素及应用（Word教参）-【正禾一本通】2026年高考生物二轮专题复习高效讲义（单选版）

课时2　影响细胞呼吸和光合作用的因素及应用 考点1　细胞呼吸与光合作用的关系►对应学生用书P26 1．光合作用与细胞呼吸的过程 2．光合作用和细胞呼吸中物质变化和能量转化关系 (1)“三种”元素转移途径 (2)NADH、NADPH和ATP的来源和去路 【基点小测】 (1)光合作用中色素吸收光能不需要(填“需要”或“不需要”)酶的参与，后续过程需要(填“需要”或“不需要”)酶的催化。 (2)光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的NADPH和ATP还可以维持一段时间的暗反应。 (3)总结CO2产生和固定的场所 ①人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体； ②酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质； ③植物固定CO2的场所是叶绿体基质； ④蓝细菌、硝化细菌等固定CO2的场所是细胞质。 1．(2025·河北高考)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是(　　) A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 解析：选A。类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中不生成H2O，A错误；叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2，B正确；类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确；叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物(丙酮酸)，生成CO2和NADH，D正确。 2．(2024·江西高考)农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是(　　) A．种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高 B．水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C．水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D．光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 解析：选C。种子萌发时，代谢加强，结合水转变为自由水，细胞内自由水所占的比例升高，A正确；水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，B正确；丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，没有水的参与，C错误；光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。 1．(2025·河北邯郸模拟)下列有关绿色植物光合作用与细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A．光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所是线粒体 B．光合作用的光反应吸收的能量均转化为ATP中的化学能 C．细胞呼吸产生的ATP和[H]均可供给光合作用的暗反应 D．细胞呼吸与光合作用的物质联系有葡萄糖、二氧化碳、水和氧气等 解析：选D。真核细胞光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所主要是线粒体，A错误；光合作用的光反应阶段吸收的能量，有一部分储存在ATP中，也有一部分储存在NADPH中，B错误；细胞呼吸产生的ATP用于大部分的生命活动，产生的[H]最终和氧气结合生成水，而光合作用的暗反应需要的ATP和[H]由光反应提供，C错误；细胞呼吸与光合作用的物质联系有葡萄糖、二氧化碳、水和氧气等，D正确。 2．(2025·江西上饶一模)图1为水稻叶肉细胞内物质代谢过程示意图，①～⑥代表相关过程。图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究水稻植株光合作用速率的装置。图3是图2装置放在自然环境下测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化所得到的曲线图。下列相关说法错误的是(　　) A．图1过程①～⑥中，能产生ATP的过程有②③⑤⑥ B．给该植物浇灌HO，在细胞中可出现C3HO3(丙酮酸)、(CHO)、HO、C18O2、18O2 C．图3中在8时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度 D．图3中出现b点的原因可能是温度降低导致呼吸作用减弱 解析：选C。有氧呼吸的三个阶段都可以产生ATP，光合作用的光反应阶段也可以产生ATP，据图分析可知，可以产生ATP的过程有②③⑤⑥，A正确；在实验过程中，给该植物浇灌HO，其转化途径是：HO参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2再参与光合作用生成有机物(CHO)，(CHO)有可能再次参加呼吸作用，在有氧呼吸的第一阶段生成C3HO3(丙酮酸)，B正确；图3中d点(8时)表示水稻光合速率等于呼吸速率，但是由于水稻存在消耗有机物但不进行光合作用的部位，所以此时水稻的叶肉细胞光合作用强度大于呼吸作用强度，C错误；图3中出现b点的原因是夜间温度降低，导致相关酶活性降低，所以呼吸作用减弱，D正确。 3．(2025·湖南长沙一模)下图表示绿色植物体内光合作用和细胞呼吸的过程，请据图分析并回答： (1)甲图中的物质A是________，该物质是光合作用的光反应产生的，能为光合作用的______反应提供能量。分析甲图可知，影响光合作用的外界因素主要有________、水、二氧化碳浓度等。 (2)乙图中的物质B是______，其产生的场所是__________，序号①和______表示有氧呼吸的过程。 (3)酵母菌中可以进行的过程是__________(填序号)。 (4)自然界中少数的细菌(如硝化细菌)虽然不能像绿色植物那样进行光合作用，但是可以通过化能合成作用制造有机物，因此，它们也属于____________(填“自养生物”或“异养生物”)。 解析：(1)据图分析，甲图中的物质A表示ATP，可为暗反应提供能量。分析甲图可知，影响光合作用的外界因素主要有光照(主要影响光反应过程)、水、二氧化碳浓度等。(2)乙图中的物质B是呼吸作用第一阶段产生的丙酮酸，产生的场所是细胞质基质。有氧呼吸是将葡萄糖等进行彻底氧化分解，产生二氧化碳和水的过程，由图中序号①和②表示。(3)酵母菌为兼性厌氧生物，既能进行有氧呼吸产生二氧化碳和水，也能进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳，可进行图乙的过程包括①②③。(4)进行化能合成作用的生物能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出来的能量来制造有机物，因此该类生物为自养生物。 答案：(1)ATP　暗　光照　(2)丙酮酸　细胞质基质　②　(3)①②③　(4)自养生物 4．(2025·安徽合肥模拟)图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中①～④表示相关生理过程；图2表示该植物在最适温度、不同光照强度下净光合作用速率(用CO2吸收速率表示)的变化，净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。分析图示，回答下列问题： (1)图1中过程②属于有氧呼吸的第__________阶段，过程③发生的场所是____________________。 (2)图2中B点时叶肉细胞的总光合作用速率______(填“>”“＝”或“<”)其呼吸作用速率。B点对应的条件下，该植物能完成图1中的生理过程有____________(填序号)。 (3)当光照强度突然增大，在其他条件不变的情况下，叶肉细胞中C3含量短时间内会__________(填“增加”“不变”或“减少”)。当光照强度为C点对应的光照强度时，限制光合作用速率不再增加的环境因素主要是____________________________。 (4)如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4 h，B点对应的条件下6 h，接着放置在C点对应的条件下14 h，则在这24 h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为______mg。 解析：(1)图1中过程①表示光合作用的暗反应阶段，过程②表示有氧呼吸的第一和第二阶段，过程③表示光合作用的光反应阶段，过程④表示有氧呼吸的第三阶段。过程③(光反应)的场所是叶绿体的类囊体薄膜。(2)B点表示该植物的光补偿点，对于该植物来说光合作用速率和呼吸作用速率相等，净光合作用为0，但对于叶肉细胞来说，光合速率>呼吸速率。B点的条件下，有氧呼吸和光合作用都能进行，即图1中过程①②③④都能进行。(3)当光照强度突然增大，光反应增强，在其他条件不变的情况下，C3还原为糖类和C5加快，而CO2的固定不变，即C5消耗不变，叶肉细胞中C3含量短时间内会减少。该植物是在最适温度下，C点已达到光饱和点，此时限制光合作用的因素主要是二氧化碳的浓度。(4)A点光照强度为0，植物只进行呼吸作用，呼吸速率为5 mg/(h·cm2)，B点表示光补偿点，净光合速率为0，C点时净光合作用为20 mg/(h·cm2)，如果将该植物先放置在图2中A点的条件下4 h，B点的条件下6 h，接着放置在C点的条件下14 h，这24 h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为14×20＋6×0－4×5＝260 mg。 答案：(1)一、二　叶绿体类囊体薄膜　(2)>　①②③④　(3)减少　CO2浓度　(4)260 考点2　环境因素对细胞呼吸和光合作用的影响►对应学生用书P28 1．影响细胞呼吸的四类曲线 2．影响光合作用的三类曲线 【提醒】强光伤害——光抑制：主要发生在PSⅡ中，过强的光照强度会在PSⅡ部位产生活性氧等自由基，自由基为强氧化剂，不及时清除会破坏附近的叶绿素及蛋白质，从而使光合器官受损，光合活性下降。 3．三类因素对光合作用影响的机理 (1)气孔限制因素和非气孔限制因素 前者是指环境因素使气孔导度降低，CO2吸收减少，导致光合速率下降。后者是指环境因素影响色素含量、酶的活性等而直接抑制光合作用。 (2)矿质元素：例如Mg、N是叶绿素的组成成分，N也是光合酶的组成成分，P是ATP和NADPH的组成成分。 (3)水分：缺水并不直接影响光反应，而是降低了气孔导度，影响CO2进入叶肉细胞，使暗反应速率下降，从而使光合速率下降；或引起光合产物输出受阻，导致光合速率下降。 4．补偿点、饱和点与光合作用的关系及应用 (1)饱和点、补偿点的含义与植物生长的关系解读 ①饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。 ②补偿点表示植物在一定条件下开始生长(积累有机物)的临界值，高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 ③通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以判断阴生植物和阳生植物。 (2)光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析 ①A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。 ②B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变) 条件 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓 度(或光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓 度(或光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 【提醒】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 ③D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。 【基点小测】 (1)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化 ①C、E点的含义：光合速率等于呼吸速率。 ②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。 ③若图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。 (2)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有NADPH、ATP和CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度(答两点)。 (3)夏季晴朗的白天，中午光合速率下降的原因是光照过强、温度过高，有些植物为了减少水分的散失会关闭部分气孔，导致CO2供应不足，直接限制暗反应阶段；早晨和傍晚光合速率较低的原因是光照较弱，直接限制光反应阶段。 (4)从水层透光与植物光能捕获两方面解释海洋中红藻、褐藻和绿藻的水层分布状况，原因是光的波长越短，在水中的穿透性越强，所以吸收红光的绿藻分布于海水的浅层，吸收黄绿光的褐藻分布于海水的中层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深处。 1．(2024·甘肃高考)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是(　　) A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 解析：选B。大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。 2．(2024·北京高考)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(　　) A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4 ℃的冷室中 C．给光源加滤光片改变光的颜色 D．移动冷光源缩短与叶片的距离 解析：选A。二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片改变光的颜色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低，如将蓝紫光改变为红光会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。 3．(2025·四川高考)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200 μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400 μmol·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 对照 甲 乙 丙 光照强度/(μmol·m-2·s-1) 200 400 200 400 CO2浓度/(μmol·mol-1) 400 400 800 800 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 7.5 14.0 10.0 17.5 气孔导度/(mol·m-2·s-1) 0.08 0.15 0.08 0.13 叶绿素含量/(mg·g-1) 42.8 59.1 55.3 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 ________________________________________________________________________。 解析：(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和NADPH，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CO2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，可能的原因是环境补充的CO2更多。(3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，甲>乙的光合作用速率(或净光合作用速率或有机物生成量或有机物积累量)，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。 答案：(1)无水乙醇　红光　(2)ATP和NADPH　环境补充的CO2更多　(3)光照强度加倍　甲>乙的光合作用速率(或净光合作用速率或有机物生成量或有机物积累量)，光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 4．(2024·山东高考)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度/ (μmol CO2·mol-1) 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度/(mol H2O· m-2·s-1) 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有____________。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 ________________________________________________________________________。 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点________(填“高”或“低”)，理由是 ________________________________________________________________________。 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是____________________________________________________________。 解析：(1)光反应阶段生成的NADPH和ATP可供暗反应利用。分析野生型和突变体的①组数据可知，与野生型相比，突变体类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性均较高；分别对比野生型和突变体的②③组数据可知，细胞分裂素可以提高类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性。结合题干信息“该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性”推测，与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，促进了叶绿素合成，从而导致开花后突变体叶片变黄的速度较慢。(2)分析题表可知，与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，说明其CO2利用率较大，光饱和点较高。(3)已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，进而导致籽粒合成的淀粉减少。 答案：(1)ATP、NADPH　与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，可促进叶绿素的合成(合理即可)　(2)高　与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，CO2利用率较大　(3)突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，籽粒合成的淀粉减少(合理即可) 1．(2025·湖南长沙一模)某农业科研团队在研究温室大棚番茄种植时发现，白天适度升温至32 ℃、夜间降温至10 ℃的条件下，番茄产量显著高于昼夜恒温25 ℃。下列分析正确的是(　　) A．夜间低温导致细胞呼吸中丙酮酸转化为酒精的速率加快 B．昼夜温差增大导致叶片细胞中淀粉积累，反馈抑制光合作用 C．夜间低温减少了细胞呼吸消耗，同时促进光合产物向果实转运 D．白天高温使气孔关闭，但参与CO2固定的酶活性升高，CO2固定速率不变 解析：选C。番茄进行有氧呼吸，丙酮酸会进入线粒体彻底氧化分解，而非转化为酒精，酒精发酵仅在缺氧条件下发生，题干未提及无氧环境，A错误；昼夜温差增大时，白天光合作用合成的有机物通过韧皮部更多转运至果实(库器官)，减少叶片淀粉积累，从而避免对光合作用的反馈抑制，B错误；夜间低温降低呼吸酶活性，减少有机物消耗，可能增强细胞中蔗糖转运蛋白的活性，促进光合产物向果实运输，C正确；白天高温可能导致气孔部分关闭(减少CO2吸收)，而参与CO2固定的酶活性升高虽有利于暗反应，但CO2供应不足会成为限制因素，实际CO2固定速率可能下降，D错误。 2．(2025·湖南岳阳模拟)为了给引种栽培提供理论依据，研究者测量了常绿乔木深山含笑在不同季节的净光合速率(Pn)的日变化(见图)。下列相关叙述不正确的是(　　) A．可以用CO2的吸收速率作为Pn的检测指标，其值越大表明植物生长越快 B．图1夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光照强度过大 C．据图分析，推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高 D．秋冬光合有效辐射减弱，可以适当修剪枝叶以减少物质能量消耗 解析：选B。可以用CO2的吸收速率代表净光合速率的数值，其值越大表明净光合速率越大，有机物积累量越多，植物生长越快，A正确；图1夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光照强度过大、温度过高，B错误；据图分析，推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高，光照强度不是唯一因素，还有温度等影响因素，C正确；秋冬光合有效辐射减弱，可以适当修剪枝叶以减弱呼吸作用，减少物质能量消耗，D正确。 3．(2025·河南郑州二模)黄连喜冷凉，忌高温、干旱，有清热的功效。黄连生长缓慢，其光合作用存在明显的光饱和(光合速率不再随光照强度增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。研究人员对黄连的光合特性展开研究，为提高黄连的产量提供参考，结果如下图。回答下列问题： (1)除CO2浓度和光照强度外，影响黄连光合作用的环境因素有______________(答出2点)。种植黄连的光照强度宜控制在500～700 μmol·m-2·s-1，理由是 ________________________________________________________________________。 (2)光照强度超过1 000 μmol·m-2·s-1时，黄连光合作用出现__________现象，此时其胞间CO2浓度增加的主要原因是____________________________________________________。 (3)研究人员在厚朴树林下设置黄连单作(CC)、林下湖北贝母－黄连间作(FH－CC)以及玄参－黄连间作(SN－CC)三种种植模式，以研究间作模式对黄连生长的影响，结果如下表。结果转换为综合指数(PGCI)，PGCI>0表示该间作模式促进黄连生长；PGCI＝0表示该间作模式对黄连生长基本无影响；PGCI<0表示该间作模式抑制黄连生长。 种植 模式 株高 PGCI 叶面积 PGCI 植株鲜重 PGCI 叶绿素相对 含量PGCI FH－CC 0.128 0.143 0.046 －0.118 SN－CC 0.164 0.224 0.477 －0.117 实验结果说明林下进行间作有利于提高黄连的产量，判断理由是________________________________________________________________________。 解析：(1)除CO2浓度和光照强度外，影响黄连光合作用的环境因素有温度、水分、无机营养(无机盐)、病虫害等因素。种植黄连的光照强度宜控制在500～700 μmol·m-2·s-1，理由是该光照强度下，黄连的净光合速率达到最大值，植物有机物积累量将最高，利于生长。(2)光照强度超过1 000 μmol·m-2·s-1，黄连光合作用出现光抑制现象，随着光照强度增加光合速率反而降低，此时其胞间CO2浓度增加的主要原因是光合作用强度降低，叶肉细胞消耗的CO2减少，且气孔导度增加，从外界吸收的CO2增加，不断吸收CO2，导致胞间CO2浓度增加。(3)实验结果说明林下进行间作有利于提高黄连的产量，判断理由是两种间作模式下，黄连株高、叶面积和植株鲜重的PGCI均大于0，说明间作模式有利于黄连生长。 答案：(1)温度、水分、无机营养、病虫害(答出2点且合理即可)　该光照强度下，黄连的净光合速率达到最大值　(2)光抑制　光合作用强度降低，叶肉细胞消耗的CO2减少，且气孔导度增加，从外界吸收的CO2增加　(3)两种间作模式下，黄连株高、叶面积和植株鲜重的PGCI均大于0，说明间作模式有利于黄连生长 4．(2025·江西南昌一模)大气CO2浓度升高导致全球气候变暖和海水酸化，影响海洋植物生长的光环境。海洋频繁的强光胁迫下过剩光能会破坏光反应关键蛋白D1，引起硅藻光合速率下降而出现光抑制现象。为探究硅藻在强光胁迫下对海洋光环境变化的响应与适应机制，研究者以未驯化(LTLC组：15 ℃400 cm3/m3 CO2)和经长期升温、酸化驯化(HTLC组：20 ℃ 400 cm3/m3 CO2；LTHC组：15 ℃ 1 000 cm3/m3 CO2；HTHC组：20 ℃ 1 000 cm3/m3 CO2)的硅藻为材料，开展强光照射3 h后再弱光恢复2 h的实验，结果如图。回答下列问题： 注：NPQ值与光失活速率均与过剩光能消耗量呈正相关。 (1)推测蛋白D1位于叶绿体的______________________________________________。 (2)分析图1可知，升温与酸化对硅藻的光合速率表现为____________(填“协同”或“相抗衡”)效应，____________组硅藻在强光照射前与弱光处理后光合速率差异不显著。结合图2、图3分析可知，硅藻受强光照射时，长期升温和酸化驯化可分别通过__________、____________机制来降低光抑制。 (3)有研究表明，强光照射后，硅藻会通过产生谷胱甘肽(具有抗氧化性)来清除由于强光诱导产生的活性氧ROS，避免ROS引起脂质过氧化而导致光合速率下降。 结合图1分析，推测强光照射与弱光恢复过程中谷胱甘肽含量变化的趋势是__________________。为证实上述推测，在现有实验基础上设计实验进行验证。利用分光光度计(可用于测定溶液中物质的吸光度值，吸光度值可反映物质的含量)、DTNB试剂(该试剂能够与谷胱甘肽反应产生黄色产物)等开展实验。简要描述实验过程： ①________________________________________________________________________； ②分别依次制成匀浆，取等量匀浆液置于试管中，在试管中分别加入__________，摇匀； ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)海洋频繁的强光胁迫下过剩光能会破坏光反应关键蛋白D1，引起硅藻光合速率下降而出现光抑制现象，因此推测蛋白D1位于叶绿体的类囊体薄膜。(2)分析图1可知，升温与酸化对硅藻的光合速率影响不一样，表现为相抗衡。HTHC组硅藻在强光照射前与弱光处理后光合速率差异不显著。NPQ值与光失活速率均与过剩光能消耗量呈正相关，结合图2、图3分析可知，硅藻受强光照射时，升温驯化通过提高NPQ值(图2)，增强过剩光能的耗散能力；酸化驯化同时提高NPQ值(图2)和光失活速率(图3)，加速过剩光能的消耗。(3)强光诱导活性氧(ROS)产生，谷胱甘肽在强光阶段合成增加以清除ROS；弱光恢复后ROS减少，谷胱甘肽含量下降。通过定时取样、加入DTNB试剂(与谷胱甘肽反应显色)、用分光光度计测定吸光度值，定量分析谷胱甘肽的动态变化。实验步骤为：①分别在0、1、2、3、4、5 h时取LTLC、HTLC、LTHC、HTHC四组等量硅藻，编号为1～24号；②分别依次制成匀浆，取等量匀浆置于试管中，在试管中分别加入等量的DTNB试剂，摇匀；③取等量混合液利用分光光度计测量谷胱甘肽的吸光度值。 答案：(1)类囊体薄膜　(2)相抗衡　HTHC　增加NPQ　增加NPQ和光失活速率　(3)先上升后下降　①分别在0、1、2、3、4、5 h时取LTLC、HTLC、LTHC、HTHC四组等量硅藻，编号为1～24号　②等量的DTNB试剂　③取等量混合液利用分光光度计测量谷胱甘肽的吸光度值，根据吸光度值来得到谷胱甘肽的含量 学科网（北京）股份有限公司 $