大题01 细胞代谢原理及应用（4大热点角度剖析）（广东专用）2026年高考生物终极冲刺讲练测

专题01 细胞代谢原理及应用 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点角度拆解 【解题建模·通技法】析典例，建模型，技法贯通破类题/变式 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 1.重动态推演：从“背反应式”转向光反应与暗反应联动、C₃/C₄途径转换、物质与能量耦合的全过程链式推导。 2.重层级整合：从细胞器（叶绿体/线粒体）到组织（叶肉/维管束），再拓展至个体与群体光合特性，强化多尺度协同分析。 3.重实验探究：以光合/呼吸装置、O₂/CO₂变化曲线、酶动力学数据、突变体表型为核心载体，突出变量控制与证据推理。 4.重生产实践：与光温水肥管理、作物育种、设施农业、生态环境修复深度融合，落脚于增产增效与可持续策略。 热点·角度·拆解 热点角度01 光反应和暗反应等代谢过程的动态推演与机制分析 2022年广东卷18（1）（2）：遮阴比例对玉米光合影响，叶绿素含量变化与净光合速率推导； 2023年广东卷18（2）：黄绿叶突变体（ygl）光合特性分析，光饱和点/光补偿点推理； 2025年广东卷18（1）（2）：光质影响光合作用，光质、基因与蒸腾速率的关系； 热点角度02 实验情境下的变量分析与证据推理 2022年广东卷18（3）：遮阴比例实验设计、对照设置、最适遮光比例探究； 2024年广东卷20（4）：验证黑藻的碳浓缩优势； 热点角度03 光和呼吸原理在农业生产与生态修复中的综合应用 2022年广东卷18（3）：遮阴比例对玉米产量影响，最适遮光比例探究； 2023年广东卷18（3）：高密度栽培下ygl突变体高产机制； 热点角度04 基因调控与信号转导的综合分析 2025年广东卷18（3）：光敏色素信号通路→PILI5基因→脱落酸→气孔调控； 热点角度01 光反应和暗反应等代谢过程的动态推演与机制分析 析典例·建模型 1. （2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是______，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是_______。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是_______。 【解题建模】 第一步，思路模板 1.确定过程起点：明确题干所考查的代谢过程起点（如光照、CO₂、底物、信号分子等）。 2.梳理过程链条： 物质变化：反应物→中间产物→终产物 能量变化：光能→活跃化学能→稳定化学能 信号转导：受体→信号分子→基因表达→生理效应 3.标注关键节点：识别限制因子、关键酶、关键蛋白、调控节点。 4.链式推导结论：从起点到终点，逐环推导，避免跳跃。 第二步，思路拆解 设问 过程起点 物质/能量/信号链条 关键节点 推导结论 （1）限制因子 胞间CO₂浓度900-1200 CO₂供应充足→限制因子转为光照强度 红光下光合速率不再随CO₂增加而增加 光照强度 （1）蓝光更高 蓝光照射 蓝光→光合色素吸收→酶活性/电子传递效率↑ 蓝光特异性促进光反应 蓝光促进光合相关酶活性 （2）蒸腾接近 远红光vs红光 光信号→光敏色素→PILI5基因→脱落酸→气孔 突变体PILI5功能缺失 阻断了光信号对气孔的调控 第三步，尝试作答 (1)光照强度 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异 研考点·通技法 1.光合作用过程 破类题·提能力 1．（2026·广东广州·一模）水稻作为重要的粮食作物，其产量受光合作用能力、分蘖能力（用近地面分枝的数量作为衡量指标）和干旱等因素的影响。为培育兼具高产与抗旱性强的水稻新品种，研究人员以野生型水稻（WT）、OsFT基因敲除突变体水稻（ft）和OsFT基因过表达水稻（OE）为材料进行研究，部分结果如表所示。 组别 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（） 平均分蘖数/个 WT 2.40 0.25 9 ft 0.95 0.15 4 OE 2.85 0.45 12 回答下列问题： (1)据表分析，OsFT基因一方面可以通过______（填“促进”或“抑制”）水稻的分蘖来提高水稻产量；还可以通过______，提高光合作用速率进而提高水稻产量。 (2)植物激素脱落酸（ABA）和独脚金内酯（SL）均可作为______分子，共同参与调控水稻的分蘖过程。进一步研究表明，ABA与SL在调节分蘖中作用相反，且ABA的过量积累会抑制SL的合成。三种水稻品系中ABA与SL的含量如图所示。由此推测，______水稻的抗旱能力最强，并在图中“？”处绘制能够支持上述结论的结果______。 【答案】(1)促进 提高叶绿素和类胡萝卜素的含量，提高光能利用率 (2)信号/信息 OE/OsFT基因过表达 【详解】（1）依据表格信息可知，与WT组相比较，OsFT基因敲除突变体水稻的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均明显下降，平均分蘖数也减少，而与WT组相比较，OsFT基因过表达水稻的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均明显上升，平均分蘖数增加，说明OsFT基因一方面可以通过促进水稻的分蘖来提高水稻产量；还可以通过提高叶绿素和类胡萝卜素的含量，提高光能利用率，提高光合作用速率进而提高水稻产量。 （2）脱落酸和独脚金内酯作为植物激素，均可作为信息分子，共同参与调控水稻的分蘖过程。脱落酸可以提高植物的抗旱性，结合柱状图可知，ABA含量： ft < WT < OE，因此OE的ABA含量最高，抗旱能力最强。 依据题干信息，ABA与SL在调节分蘖中作用相反，且ABA的过量积累会抑制SL的合成，OE的ABA含量最高，对SL合成的抑制最强，因此OE的SL含量低于WT，因此？处OE的SL柱高度低于WT的SL柱即可，具体结果如图： 热点角度02 实验情境下的变量分析与证据推理 析典例·建模型 1. （2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ 【解题建模】 第一步，思路模板 1.明确实验目的：验证黑藻的碳浓缩优势（C₄途径在低CO₂下光合效率更高）。 2.识别变量： 自变量：植物种类（黑藻 vs 对照） 因变量：光合速率（或CO₂固定效率、氧气释放量） 控制变量：光照强度、CO₂浓度、温度、营养等 3.选择对照材料：选择与黑藻亲缘关系相近、但无C₄途径的植物（如图中①金鱼藻）。 4.确定关键条件： 光照强度：选择两者光合速率相近的强度（如图a中500 μmol·m⁻²·s⁻¹），以排除光强差异干扰 控制条件：设置低CO₂浓度环境（体现C₄途径优势） 5.选择测量指标：净光合速率（氧气释放量/CO₂吸收量）。 第二步，思路拆解 实验要素 选择依据 具体设定 对照组 与黑藻同属沉水植物，无C₄途径，图a中光合速率与黑藻在特定光强下接近 金鱼藻（①） 光照强度 图a中500 μmol·m⁻²·s⁻¹时，金鱼藻与黑藻光合速率高度接近，便于排除光强差异 500 控制条件 C₄途径优势在于低CO₂下仍高效光合，故设置CO₂浓度较低且相同 较低且相同的CO₂浓度 测量指标 反映光合速率的直接指标 氧气释放量（或CO₂吸收量） 第三步，尝试作答 (4)金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 研考点·通技法 1.C4植物的CO2的浓缩机制 破类题·提能力 1．（2026·广东汕头·一模）唐代诗人杜甫曾有诗云：“扫除白发黄精在，君看他时冰雪容。”多花黄精味甘、性平，有利于养阴润肺，宽中益气，是一种生于林下、灌丛或山坡阴处的药用草本植物。某研究团队研究了不同程度的遮阴对盆栽多花黄精果熟期叶片光合作用特性的影响，结果如表。回答下列问题： 遮光度/% 叶绿素a/（mg·g-1） 叶绿素b/（mg·g-1） 类胡萝卜素/（mg·g-1） 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） 0 1.104 0.437 0.363 5.376 0.164 312.76 35 1.387 0.577 0.268 8.855 0.208 283.55 60 1.321 0.542 0.291 9.637 0.221 268.64 85 1.276 0.516 0.346 7.001 0.183 298.31 注：气孔导度反映气孔开放程度，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。 由表可知，与其他几组对比在________条件下多花黄精生长较好。若要大量种植多花黄精，为了使其处于最佳生长状态，在本实验研究基础上还需要进行的实验是________。 【答案】遮光度为60% 在遮光度为35%～85%之间进一步减小梯度探究适宜多花黄精生长的最佳遮光度 【详解】由表中数据可知，在遮光度为60%条件下光合作用强度最大，若要达到多花黄精的最佳生长状态，还需在遮光度为35%～85%之间进一步减小梯度探究适宜多花黄精生长的最佳遮光度。 热点角度03 光合呼吸原理在农业生产与生态修复中的综合应用 析典例·建模型 11. （2023·广东·高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表，回答下列问题： (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。 【解题建模】 第一步，思路模板 1.识别生产问题：明确题干所涉及的生产实践情境（如增产、抗逆、资源高效利用等）。 2.调用核心原理： 光合作用原理：光反应（光能→ATP/NADPH）、暗反应（CO₂固定→有机物） 影响因素：光照、CO₂、温度、水分、矿质元素、激素等 3.分析作用机制： 直接机制：影响光反应/暗反应/气孔/酶活性等 间接机制：影响基因表达/激素信号/物质运输等 4.提出实践策略： 根据原理推导出具体的生产措施（施肥、灌溉、种植密度、品种选择等）。 第二步，思路拆解 设问 生产情境 核心原理 数据分析 实践结论 （3）高产原因 高密度栽培下ygl产量更高 叶绿素含量低→透光性好→下层叶片获光多→群体光能利用率高 ygl叶绿素低但净光合速率高，且高密度下光可到达下层 光能利用率较高 第三步，尝试作答 (3)光能利用率较高 研考点·通技法 1.植物增产的措施 破类题·提能力 1．（2026·广东梅州·一模）2025年11月7日，习近平总书记在广东梅州考察沙田柚种植基地，指出要加强科技应用、发展乡村特色产业。农技人员探究不同施镁肥方式对柚树生长的影响，相关结果如表所示。回答下列问题： 处理 叶片镁含量（g/kg） 光合速率（μmol/(m²・s)） 果实总糖（mg/g） 对照组 3.36 11.32 74.07 土施镁肥 3.48 13.79 76.30 叶面喷施镁肥 3.68 15.91 78.18 上述研究表明，科学施肥管理对沙田柚植株的生长至关重要请提出一个有利于沙田柚从土壤中吸收肥料的具体措施：______。 【答案】适时松土；合理灌溉（其他答案合理即可） 【详解】植物根系吸收矿质元素的方式主要是主动运输，需要消耗能量（ATP），因此可采取的具体措施为适时松土；合理灌溉等（其他答案合理即可）。 热点角度04 基因调控与信号转导的综合分析 析典例·建模型 1. （2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为______。通路2中吸收光的物质②为______。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关______。 【解题建模】 第一步，思路模板 1.定位信号起点：明确信号分子或基因（如激素、光受体、转录因子等）。 2.梳理信号通路： 信号接收：受体识别信号分子 信号转导：蛋白互作、磷酸化、泛素化、转录因子激活 基因表达：转录因子入核，调控靶基因表达 生理效应：激素合成变化、代谢调整、形态建成 3.标注调控关系：用“（+）促进”或“（-）抑制”表示节点间的相互作用。 4.构建调控网络：从基因到表型，形成完整的“信号-基因-功能”链条。 综合推理结论 第二步，思路拆解 设问 信号起点 信号转导链条 关键调控 推导结论 （1）GA与ABA关系 GA、ABA 二者对萌发的作用相反 GA促进萌发，ABA抑制萌发 拮抗 （1）GA促进萌发机制 GA GA→促进α-淀粉酶合成→淀粉分解→提供能量 α-淀粉酶活性升高 促进淀粉分解 （2）ABA调控GA代谢 ABA ABA→抑制OsGA3ox（合成酶）→促进OsGA2ox（降解酶） 赤霉素合成↓、降解↑ 抑制、促进 （3）OsABI5作用 ABA信号 ABA→OsABI5表达→入核→结合OsGA3ox启动子 抑制OsGA3ox转录 细胞核、抑制 （4）信号通路构建 ABA ABA→OsABI5→抑制OsGA3ox→赤霉素↓→α-淀粉酶↓→萌发↓ 完整信号链 见答案 第三步，尝试作答 (3)有机物中的化学能 光敏色素 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度 研考点·通技法 1.光调控植物生长发育的调控机制 破类题·提能力 1．（2026·广东广州·一模）水稻作为重要的粮食作物，其产量受光合作用能力、分蘖能力（用近地面分枝的数量作为衡量指标）和干旱等因素的影响。为培育兼具高产与抗旱性强的水稻新品种，研究人员以野生型水稻（WT）、OsFT基因敲除突变体水稻（ft）和OsFT基因过表达水稻（OE）为材料进行研究，部分结果如表所示。 组别 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（） 平均分蘖数/个 WT 2.40 0.25 9 ft 0.95 0.15 4 OE 2.85 0.45 12 回答下列问题： 类胡萝卜素是合成ABA和SL的关键前体物质。结合上述研究结果，完善OsFT基因调控水稻产量的机制图，其中①是______（填激素），④是______（填“+”或“-”）。 注：“+”代表促进，“-”代表抑制。 【答案】脱落酸/ABA - 【详解】类胡萝卜素是ABA和SL的前体，图中①促进抗旱性，而ABA可提高抗旱性，因此①是ABA，②是SL。依据题干信息，ABA和SL对分蘖调节作用相反，ABA抑制SL合成，OE中ABA含量高、SL含量低、分蘖多，说明SL抑制分蘖，因此SL对分蘖的作用为抑制，④填-。 （建议用时：75分钟） 刷模拟 1．（2026·广东广州·一模）水稻作为重要的粮食作物，其产量受光合作用能力、分蘖能力（用近地面分枝的数量作为衡量指标）和干旱等因素的影响。为培育兼具高产与抗旱性强的水稻新品种，研究人员以野生型水稻（WT）、OsFT基因敲除突变体水稻（ft）和OsFT基因过表达水稻（OE）为材料进行研究，部分结果如表所示。 组别 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（） 平均分蘖数/个 WT 2.40 0.25 9 ft 0.95 0.15 4 OE 2.85 0.45 12 回答下列问题： (1)据表分析，OsFT基因一方面可以通过______（填“促进”或“抑制”）水稻的分蘖来提高水稻产量；还可以通过______，提高光合作用速率进而提高水稻产量。 (2)植物激素脱落酸（ABA）和独脚金内酯（SL）均可作为______分子，共同参与调控水稻的分蘖过程。进一步研究表明，ABA与SL在调节分蘖中作用相反，且ABA的过量积累会抑制SL的合成。三种水稻品系中ABA与SL的含量如图所示。由此推测，______水稻的抗旱能力最强，并在图中“？”处绘制能够支持上述结论的结果______。 (3)类胡萝卜素是合成ABA和SL的关键前体物质。结合上述研究结果，完善OsFT基因调控水稻产量的机制图，其中①是______（填激素），④是______（填“+”或“-”）。 注：“+”代表促进，“-”代表抑制。 【答案】(1) 促进 提高叶绿素和类胡萝卜素的含量，提高光能利用率 (2) 信号/信息 OE/OsFT基因过表达 (3) 脱落酸/ABA - 【详解】（1）依据表格信息可知，与WT组相比较，OsFT基因敲除突变体水稻的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均明显下降，平均分蘖数也减少，而与WT组相比较，OsFT基因过表达水稻的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均明显上升，平均分蘖数增加，说明OsFT基因一方面可以通过促进水稻的分蘖来提高水稻产量；还可以通过提高叶绿素和类胡萝卜素的含量，提高光能利用率，提高光合作用速率进而提高水稻产量。 （2）脱落酸和独脚金内酯作为植物激素，均可作为信息分子，共同参与调控水稻的分蘖过程。脱落酸可以提高植物的抗旱性，结合柱状图可知，ABA含量： ft < WT < OE，因此OE的ABA含量最高，抗旱能力最强。 依据题干信息，ABA与SL在调节分蘖中作用相反，且ABA的过量积累会抑制SL的合成，OE的ABA含量最高，对SL合成的抑制最强，因此OE的SL含量低于WT，因此？处OE的SL柱高度低于WT的SL柱即可，具体结果如图： （3）类胡萝卜素是ABA和SL的前体，图中①促进抗旱性，而ABA可提高抗旱性，因此①是ABA，②是SL。依据题干信息，ABA和SL对分蘖调节作用相反，ABA抑制SL合成，OE中ABA含量高、SL含量低、分蘖多，说明SL抑制分蘖，因此SL对分蘖的作用为抑制，④填-。 2．（2026·广东·一模）研究表明，光合作用主要受CO2供应（气孔）、CO2传输（叶肉导度）、CO2固定（Rubisco酶）三方面共同限制。研究人员在提高CO2浓度（eC）、升高温度（eT）及两因素叠加（eCeT）条件下，对小麦光合特性进行研究，结果如表。 处理 净光合速率/（） 胞间CO2浓度/（） 气孔导度/（） 叶肉导度/（） Rubisco活性/（） CK（对照组） 32.33b 259.47b 0.65a 0.22b 76c eC 38.89a 358.72a 0.34b 0.11c 75b eT 28.35b 254.37b 0.41b 0.37a 148a eCeT 40.20a 371.43a 0.38b 0.13a 130b 注：不同小写字母代表有显著性差异。 回答下列问题： (1)绿叶通过气孔吸收的CO2进入胞间后，通过______方式进入叶肉细胞叶绿体，这个过程CO2的运输效率用叶肉导度来表示。吸收的CO2，被存在于______的Rubisco催化，形成C3分子，C3分子接受______释放的能量并被还原，最终转化为糖类。 (2)据表数据分析，本研究的两种因素中______对小麦生长的影响更大，判断的依据是______。CO2浓度升高对小麦光合作用的影响，说明小麦光合作用的主要受限制的阶段是______（填“光反应”或“暗反应”）。 (3)进入胞间的CO2与气孔开放程度有关（气孔导度）。在温度和CO2浓度叠加条件下，气孔导度和叶肉导度都显著降低，但最终吸收的CO2量升高，根据实验条件和表格数据分析，出现这种现象的可能原因有______。 【答案】(1) 自由扩散 叶绿体基质 ATP和NADPH (2) CO2浓度 CO2浓度升高，小麦的净光合速率显著提高；温度升高，小麦的净光合速率基本不变 暗反应 (3)CO2浓度提高，扩散速率会提高；Rubisco活性增加使CO2固定效率提高 【详解】（1）CO₂是小分子气体，跨膜运输方式为自由扩散；Rubisco酶催化CO₂固定，属于光合作用暗反应阶段，暗反应发生在叶绿体基质；暗反应中C₃的还原需要光反应产生的ATP和NADPH提供能量，最终转化为糖类。 （2）对比表格数据，和对照组相比，提高CO₂浓度后净光合速率显著升高，温度升高，小麦的净光合速率基本不变，因此CO₂浓度对小麦生长的影响更大；CO₂是暗反应的原料，CO₂浓度升高后光合速率明显提升，说明小麦光合作用主要受限制的阶段是暗反应。 （3）CO2是暗反应的原料，结合实验处理和表格数据分析，CO2浓度提高，扩散速率会提高，Rubisco活性增加使CO2固定效率提高，故在温度和CO2浓度叠加条件下，气孔导度和叶肉导度都显著降低，但最终吸收的CO2量升高。 3．（2026·广东汕头·一模）唐代诗人杜甫曾有诗云：“扫除白发黄精在，君看他时冰雪容。”多花黄精味甘、性平，有利于养阴润肺，宽中益气，是一种生于林下、灌丛或山坡阴处的药用草本植物。某研究团队研究了不同程度的遮阴对盆栽多花黄精果熟期叶片光合作用特性的影响，结果如表。回答下列问题： 遮光度/% 叶绿素a/（mg·g-1） 叶绿素b/（mg·g-1） 类胡萝卜素/（mg·g-1） 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） 0 1.104 0.437 0.363 5.376 0.164 312.76 35 1.387 0.577 0.268 8.855 0.208 283.55 60 1.321 0.542 0.291 9.637 0.221 268.64 85 1.276 0.516 0.346 7.001 0.183 298.31 注：气孔导度反映气孔开放程度，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。 (1)光可以为多花黄精叶片的光合作用________，还可以影响多花黄精的生长、开花、结果等过程，这主要是因为叶片细胞中有一种物质称为________，能感受不同波长的光和光周期等信号。 (2)在测定各组多花黄精的叶绿素含量时，可取等质量相同部位的叶先低温烘干，再加入________以提取光合色素，进行烘干的目的是________。 (3)与对照组相比，35%遮光组气孔导度较大，而胞间CO2浓度较小。胞间CO2浓度较小的原因可能是________。 (4)由表可知，与其他几组对比在________条件下多花黄精生长较好。若要大量种植多花黄精，为了使其处于最佳生长状态，在本实验研究基础上还需要进行的实验是________。 【答案】(1) 提供能量 光敏色素 (2) 无水乙醇 减少叶片水分含量，提高光合色素的浓度 (3)35%遮光条件下光合作用速率较快，细胞对CO2的吸收较快 (4) 遮光度为60% 在遮光度为35%～85%之间进一步减小梯度探究适宜多花黄精生长的最佳遮光度 【分析】光敏色素是一种广泛存在于植物、真菌和细菌中的色素-蛋白复合体，在植物的生长发育过程中起着至关重要的光受体作用。从结构上看，光敏色素由蛋白质和生色团两部分组成。生色团可以吸收光信号，蛋白部分则负责将光信号转化为细胞内的生化信号。在功能方面，光敏色素能感受红光和远红光区域的光，调节植物众多生理过程。例如，种子萌发过程中，红光照射可通过激活光敏色素，促进需光种子的萌发；在植物的光形态建成中，它参与调控植物的茎伸长、叶片伸展、叶绿体发育等；还对植物的开花时间有重要影响，通过感受光周期中红光和远红光的比例，调节植物是进行营养生长还是生殖生长进而开花。 【详解】（1）光可以为植物的光合作用提供能量，也可以作为信号调节植物生长、开花、结果等生命活动。植物体中感受光信号的色素是光敏色素。 （2）叶绿素是脂溶性色素，可以被有机溶剂无水乙醇溶解而被提取出来。新鲜的叶片含有大量的水分，所以可通过烘干减少叶片水分含量，提高光合色素的浓度。 （3）与对照组相比，35%遮光组气孔导度较大，意味着气孔开放程度大，二氧化碳进入多，但净光合速率较高，细胞对二氧化碳的吸收利用较快，导致胞间二氧化碳浓度较小，所以原因可能是35%遮光条件下光合作用速率较快，细胞对CO2的吸收较快。 （4）由表中数据可知，在遮光度为60%条件下光合作用强度最大，若要达到多花黄精的最佳生长状态，还需在遮光度为35%～85%之间进一步减小梯度探究适宜多花黄精生长的最佳遮光度。 4．（2026·广东佛山·一模）诗句“野火烧不尽，春风吹又生”生动地表现出植物顽强的生命力。研究表明，该现象与植物燃烧时产生的信号分子“烟素”（KARs）有关。图为KARs调节种子萌发的作用机制，其中S蛋白是一种抑制种子萌发的关键蛋白。回答下列问题： 注：MAX2属于泛素连接酶复合体，可介导泛素分子连接到相应蛋白上，被泛素化修饰的蛋白随后会被识别并降解。 (1)据图分析，植物经历野火后种子萌发的机制是：植物燃烧后产生KARs，与KAI2受体结合引起其构象改变→______→S蛋白信号变化引发相应激素合成情况改变，种子萌发。由此推测，激素A、B分别是______、______。 (2)植物秸秆燃烧形成的灰烬成分主要是______，溶解在土壤后可被幼苗通过______的方式吸收，进而促进其形态建成。 (3)KARs还能缓解镉对作物的毒害。研究人员为探究KARs缓解镉毒害的机制，将萌发天数相同的小麦幼苗均分为4组，分别用不同处理的培养液培养，培养相同时间后检测各组小麦光合作用的相关参数，结果如图所示。 图中B组处理为______。分析数据可知，KARs主要通过影响光合作用的______反应过程从而缓解镉的毒害作用，判断理由是______。 【答案】(1) KAI2受体与MAX2和S蛋白结合（或KAI2受体招募MAX2和S蛋白），引起S蛋白泛素化并降解 赤霉素 脱落酸 (2) 无机盐 主动运输 (3) 1nmol/LKARs处理 光 与C组比，D组小麦叶绿素含量上升，但气孔导度下降 【分析】由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素。植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进细胞分裂与分化；促进种子萌发、开花和果实发育。脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂；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）根据图中信息及注释，植物燃烧后产生KARs，与KAI2受体结合引起其构象改变，这会促使KAI2受体与S蛋白、MAX2结合，然后MAX2介导泛素分子连接到S蛋白上，使S蛋白被泛素化修饰后降解，即植物燃烧后产生KARs，与KAI2受体结合引起其构象改变→KAI2受体与MAX2和S蛋白结合（或KAI2受体招募MAX2和S蛋白），引起S蛋白泛素化并降解→S蛋白信号变化引发相应激素合成情况改变，种子萌发。植物中促进种子萌发的激素是赤霉素（GA），抑制种子萌发的激素是脱落酸（ABA），激素A基因的表达被解除抑制，激素A合成增加，促进萌发，所以激素A是赤霉素，激素B分解基因的表达被解除抑制，激素B分解加快，抑制萌发的作用减弱，所以激素B是脱落酸 （2）植物秸秆燃烧时，有机物被燃烧，剩下的灰烬成分主要是无机盐，幼苗吸收土壤中无机盐的方式是主动运输，进而促进其形态建成。 （3）本实验目的是探究KARs缓解镉毒害的机制，自变量是处理方式的不同，设置了4组实验，A组无处理，C组是10μmol/L镉处理，D组是10μmol/L镉+1nmol/L KARs处理，那么B组处理应为1nmol/LKARs处理。分析柱形图数据，与C组比，D组的净光合速率和叶绿素含量上升，但气孔导度下降，因为叶绿素含量影响光反应，气孔导度影响二氧化碳吸收从而影响暗反应，所以KARs主要通过影响光合作用的光反应过程缓解镉的毒害作用。 5．（2026·广东深圳·一模）自然条件下生长的植物接受到的光照强度在不断发生变化。研究人员为了探究波动的光照（模拟自然光照）对黄瓜幼苗光合作用产生的影响，设置了移动光照（YD）、频闪光照（PS）和稳态光照（CK）三种光处理方式（如图），YD和PS统称波动光。实验均在较低光强环境中进行，部分结果见下表。 （光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的与呼吸过程中释放的等量时的光照强度。） 组别 叶绿素a+b 光饱和点 光补偿点 最大净光合速率 呼吸速率 CK YD PS 注：不同小写字母代表有显著性差异。 回答下列问题： (1)波动光下，黄瓜幼苗叶片中的叶绿素主要吸收________，吸收的光在叶绿体中最终被转化为________。 (2)与CK组相比，波动光组总光合速率________。在PS环境下，黄瓜幼苗的最大净光合速率显著降低，研究人员分析认为黄瓜幼苗利用弱光的能力减弱，分析表格数据，阐述支持该观点的依据是________。结合图表分析，PS组中达到波动光的最大光照强度时，影响黄瓜幼苗光合速率的主要环境限制因子是________（答出一种因子）。 (3)综上所述，在工厂化育苗的过程中，为平衡能耗和植物生长，后续可行的研究方向有________，从而有利于黄瓜幼苗适应后续自然波动光的生长环境。 【答案】(1) 红光和蓝紫光 有机物中稳定的化学能 (2) 降低 PS组叶绿素a+b含量大幅减少，同时光补偿点显著高于另外两组 光照强度 (3)波动光的光周期或（强弱交替）的最适强光和弱光的强度对植物光合作用的影响 【分析】影响光合作用的主要环境因素：光照强度、光质（光的种类）、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素等。 【详解】（1）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；光合作用中，叶绿素吸收的光能先转化为ATP/NADPH中活跃的化学能，最终在暗反应中转化为有机物中稳定的化学能。 （2）总光合速率=净光合速率+呼吸速率，由表格数据可知：CK组总光合为20.67+2.93=23.6，YD组为18.95+2.82=21.77，PS组为19.27+2.94=22.21，两种波动光组总光合速率都低于稳态光照CK组，因此波动光组总光合速率降低。 “PS组利用弱光能力减弱”的依据：叶绿素吸收光能，PS叶绿素a+b含量大幅减少；同时光补偿点（光合速率等于呼吸速率时的光照强度）显著高于另外两组，说明PS需要更高的光照强度才能让光合速率等于呼吸速率，弱光下光合能力更低，因此利用弱光能力减弱。 PS光饱和点为，而图中PS波动光的最大光照强度仅约为，远低于光饱和点，因此此时限制光合速率的主要环境因子是光照强度。 （3）实验目的是为工厂化育苗提供参考，需要平衡能耗和幼苗生长，同时让幼苗适应后续自然波动光环境，因此后续研究方向为：波动光的光周期或（强弱交替）的最适强光和弱光的强度对植物光合作用的影响。 6．（2026·广东梅州·一模）2025年11月7日，习近平总书记在广东梅州考察沙田柚种植基地，指出要加强科技应用、发展乡村特色产业。农技人员探究不同施镁肥方式对柚树生长的影响，相关结果如表所示。回答下列问题： 处理 叶片镁含量（g/kg） 光合速率（μmol/(m²・s)） 果实总糖（mg/g） 对照组 3.36 11.32 74.07 土施镁肥 3.48 13.79 76.30 叶面喷施镁肥 3.68 15.91 78.18 (1)据表可知，______（填“土施”或“叶面喷施”）镁肥更有利于提升沙田柚产量。施镁肥可以增产，从光合作用角度分析，其机理最可能是：柚树吸收镁离子后，能够______，进而提升光反应，促使果实合成更多的糖类等有机物。 (2)为研究Mg2+对光合作用的影响，科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给+Mg2+、缺乏-Mg2+条件，测定沙田柚幼苗光合作用相关指标，如图1、2所示。 ①该实验中“+Mg2+组”为______（填“实验组”或“对照组”）。 ②图1结果表明，叶肉细胞叶绿体中的Mg2+相对含量和CO2固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动，且Mg2+能______（填“提高”或“降低”）沙田柚幼苗固定CO2的能力。 ③进一步测定上述过程中酶R（催化C5与CO2的反应）的变化如图2所示，请结合图1和图2的实验结果，阐明Mg2+对沙田柚幼苗光合作用影响的可能机理：______。 (3)上述研究表明，科学施肥管理对沙田柚植株的生长至关重要请提出一个有利于沙田柚从土壤中吸收肥料的具体措施：______。 【答案】(1) 叶面喷施 促进叶绿素的合成 (2) 对照组 提高 Mg2+通过提高酶R的相对活性，来提高沙田柚幼苗固定CO2的能力，进而提高沙田柚幼苗光合速率 (3)适时松土；合理灌溉（其他答案合理即可） 【分析】在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。 【详解】（1）对比三组数据，叶面喷施镁肥组的叶片镁含量（3.68 g/kg）、光合速率（15.91 μmol/(m²・s)）和果实总糖（78.18 mg/g）均为最高，说明叶面喷施镁肥更利于提升沙田柚产量。镁是叶绿素的核心组成元素，柚树吸收镁离子后，可促进叶绿素的合成，叶绿素能吸收、传递和转化光能，进而提升光反应速率，为暗反应提供更多 ATP 和 NADPH，最终使果实合成更多糖类等有机物。 （2）①本实验目的是探究 Mg²⁺缺乏的影响，因此 “+Mg²⁺” 组为对照组（模拟正常生理状态），“-Mg²⁺” 组为实验组（模拟镁缺乏状态）。 ②图 1 中，“+Mg²⁺” 组的 CO₂固定速率显著高于 “-Mg²⁺” 组，说明 Mg²⁺能提高沙田柚幼苗固定 CO₂的能力。 ③图 2 显示，“+Mg²⁺” 组酶 R 的相对活性（a）远高于 “-Mg²⁺” 组（b），酶 R 催化 C₅与 CO₂的反应，酶 R 活性提高可增强 CO₂固定效率； 结合图 1，Mg²⁺通过提升酶 R 活性，增强暗反应，进而提高整体光合速率。 （3）植物根系吸收矿质元素的方式主要是主动运输，需要消耗能量（ATP），因此可采取的具体措施为适时松土；合理灌溉等（其他答案合理即可）。 刷真题 1．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。 回答下列问题： (1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。 (2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________，因而生长更快。 (3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究： 实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。 实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。 结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。 分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。 【答案】(1) 高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 (2)糖类等有机物 (3) 光照条件 A组、C组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少 【分析】分析题图a可知，A组未遮阴，B组植株一半遮阴（50%遮阴），C株全遮阴（100%遮阴）。 【详解】（1）分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。 （2）比较图b中B1叶绿素含量为 5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1净光合速率为20.5，B2组的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为（5.3+3.9）÷2=4.6，净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B组均高于A组，推测B组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更快。 （3）分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组、C组为对照，并保证除遮光条件外其他环境条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。 2．（2023·广东·高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。 (2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。    【答案】(1) 类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫 (2) 等于 呼吸速率较高 (3)光能利用率较高 (4) 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl） 【分析】分析题表和题图：与WT相比，ygl植株的叶绿素和类胡萝卜素含量都较低，但类胡萝卜素/叶绿素较高，光饱和点较高，呼吸速率较高。 【详解】（1）根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。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，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫光。 （2）光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，即ygl的光饱和点等于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图b和图c可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。 （3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体光能利用率高，是其高产的原因之一。 （4）由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率如下图： 分析图a和图示曲线，高光照强度WT的净光合速率小于ygl，低光照强度下WT的净光合速率大于ygl，在此基础上，可对这一现象的原因进行探究。 3．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是________，其原因是_______。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。 【答案】(1)呼吸作用消耗 (2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 (3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 (4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 (5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 【分析】图a分析，一定范围内光照强度增大，三种植物的光合速率加快，光照强度超过一定范围，三种植物的光合速率均减小。图b分析，金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。 【详解】（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。 （2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。 （3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。 （4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。 验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。 （5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 4．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是______，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是_______。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是_______。 (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为______。通路2中吸收光的物质②为______。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关______。 (4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式：________。 【答案】(1) 光照强度 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异 (3) 有机物中的化学能 光敏色素 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理过程 【分析】植物叶绿体中色素的光吸收特点为：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；光敏色素主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。 【详解】（1）限制光合作用最重要的两个外界因素是光照强度和二氧化碳浓度，图a曲线中，二氧化碳浓度为900-1200范围内，光合速率不再增加，说明此时限制因子不是二氧化碳，红光下应为光照强度。对于蓝光下净光合速率更高的原因，可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等。 （2）已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了 PILI5 基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中 PILI5 基因功能缺失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化不大，从而蒸腾速率接近。 （3）通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中最终被转化为化学能（储存在 ATP 和 NADPH 中，最终储存在有机物中）。 通路 2 中吸收光的物质②为光敏色素。 由于突变体发生 PILI5 基因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，可推测光敏色素吸收光信号后，通过影响 PILI5 基因的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放程度进行调控。且从图 b 中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大，可推断白天红光情况下，PILI5基因表达是被抑制的，PILI5 基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸信号通路对气孔开放程度是负相关，即光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度。 （4）根据图 c 中相关信息，植物利用光的方式有：一方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化为化学能用于光合作用合成有机物；另一方面，通过光敏色素吸收光信号，调控基因（如PILI5基因）表达，进而影响植物的生理过程（如通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度）。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 细胞代谢原理及应用 破类题·提能力： 热点角度01 (1)促进 提高叶绿素和类胡萝卜素的含量，提高光能利用率 (2)信号/信息 OE/OsFT基因过表达 热点角度02 遮光度为60% 在遮光度为35%～85%之间进一步减小梯度探究适宜多花黄精生长的最佳遮光度 热点角度03 适时松土；合理灌溉（其他答案合理即可） 热点角度04 脱落酸/ABA - 实战刷题·冲高分： 刷模拟： 1.(1) 促进 提高叶绿素和类胡萝卜素的含量，提高光能利用率 (2) 信号/信息 OE/OsFT基因过表达 (3) 脱落酸/ABA - 2.(1) 自由扩散 叶绿体基质 ATP和NADPH (2) CO2浓度 CO2浓度升高，小麦的净光合速率显著提高；温度升高，小麦的净光合速率基本不变 暗反应 (3)CO2浓度提高，扩散速率会提高；Rubisco活性增加使CO2固定效率提高 3.(1) 提供能量 光敏色素 (2) 无水乙醇 减少叶片水分含量，提高光合色素的浓度 (3)35%遮光条件下光合作用速率较快，细胞对CO2的吸收较快 (4) 遮光度为60% 在遮光度为35%～85%之间进一步减小梯度探究适宜多花黄精生长的最佳遮光度 4.(1) KAI2受体与MAX2和S蛋白结合（或KAI2受体招募MAX2和S蛋白），引起S蛋白泛素化并降解 赤霉素 脱落酸 (2) 无机盐 主动运输 (3) 1nmol/LKARs处理 光 与C组比，D组小麦叶绿素含量上升，但气孔导度下降 5.(1) 红光和蓝紫光 有机物中稳定的化学能 (2) 降低 PS组叶绿素a+b含量大幅减少，同时光补偿点显著高于另外两组 光照强度 (3)波动光的光周期或（强弱交替）的最适强光和弱光的强度对植物光合作用的影响 6.(1) 叶面喷施 促进叶绿素的合成 (2) 对照组 提高 Mg2+通过提高酶R的相对活性，来提高沙田柚幼苗固定CO2的能力，进而提高沙田柚幼苗光合速率 (3)适时松土；合理灌溉（其他答案合理即可） 刷真题： 1.(1) 高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 (2)糖类等有机物 (3) 光照条件 A组、C组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少 2.(1) 类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫 (2) 等于 呼吸速率较高 (3)光能利用率较高 (4) 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl） 3.(1)呼吸作用消耗 (2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 (3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 (4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 (5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 4.(1) 光照强度 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异 (3) 有机物中的化学能 光敏色素 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理过程 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 细胞代谢原理及应用 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点角度拆解 【解题建模·通技法】析典例，建模型，技法贯通破类题/变式 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 1.重动态推演：从“背反应式”转向光反应与暗反应联动、C₃/C₄途径转换、物质与能量耦合的全过程链式推导。 2.重层级整合：从细胞器（叶绿体/线粒体）到组织（叶肉/维管束），再拓展至个体与群体光合特性，强化多尺度协同分析。 3.重实验探究：以光合/呼吸装置、O₂/CO₂变化曲线、酶动力学数据、突变体表型为核心载体，突出变量控制与证据推理。 4.重生产实践：与光温水肥管理、作物育种、设施农业、生态环境修复深度融合，落脚于增产增效与可持续策略。 热点·角度·拆解 热点角度01 光反应和暗反应等代谢过程的动态推演与机制分析 2022年广东卷18（1）（2）：遮阴比例对玉米光合影响，叶绿素含量变化与净光合速率推导； 2023年广东卷18（2）：黄绿叶突变体（ygl）光合特性分析，光饱和点/光补偿点推理； 2025年广东卷18（1）（2）：光质影响光合作用，光质、基因与蒸腾速率的关系； 热点角度02 实验情境下的变量分析与证据推理 2022年广东卷18（3）：遮阴比例实验设计、对照设置、最适遮光比例探究； 2024年广东卷20（4）：验证黑藻的碳浓缩优势； 热点角度03 光和呼吸原理在农业生产与生态修复中的综合应用 2022年广东卷18（3）：遮阴比例对玉米产量影响，最适遮光比例探究； 2023年广东卷18（3）：高密度栽培下ygl突变体高产机制； 热点角度04 基因调控与信号转导的综合分析 2025年广东卷18（3）：光敏色素信号通路→PILI5基因→脱落酸→气孔调控； 热点角度01 光反应和暗反应等代谢过程的动态推演与机制分析 析典例·建模型 1. （2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是______，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是_______。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是_______。 【解题建模】 第一步，思路模板 1.确定过程起点：明确题干所考查的代谢过程起点（如光照、CO₂、底物、信号分子等）。 2.梳理过程链条： 物质变化：反应物→中间产物→终产物 能量变化：光能→活跃化学能→稳定化学能 信号转导：受体→信号分子→基因表达→生理效应 3.标注关键节点：识别限制因子、关键酶、关键蛋白、调控节点。 4.链式推导结论：从起点到终点，逐环推导，避免跳跃。 第二步，思路拆解 设问 过程起点 物质/能量/信号链条 关键节点 推导结论 （1）限制因子 胞间CO₂浓度900-1200 CO₂供应充足→限制因子转为光照强度 红光下光合速率不再随CO₂增加而增加 光照强度 （1）蓝光更高 蓝光照射 蓝光→光合色素吸收→酶活性/电子传递效率↑ 蓝光特异性促进光反应 蓝光促进光合相关酶活性 （2）蒸腾接近 远红光vs红光 光信号→光敏色素→PILI5基因→脱落酸→气孔 突变体PILI5功能缺失 阻断了光信号对气孔的调控 第三步，尝试作答 (1)光照强度 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异 研考点·通技法 1.光合作用过程 破类题·提能力 1．（2026·广东广州·一模）水稻作为重要的粮食作物，其产量受光合作用能力、分蘖能力（用近地面分枝的数量作为衡量指标）和干旱等因素的影响。为培育兼具高产与抗旱性强的水稻新品种，研究人员以野生型水稻（WT）、OsFT基因敲除突变体水稻（ft）和OsFT基因过表达水稻（OE）为材料进行研究，部分结果如表所示。 组别 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（） 平均分蘖数/个 WT 2.40 0.25 9 ft 0.95 0.15 4 OE 2.85 0.45 12 回答下列问题： (1)据表分析，OsFT基因一方面可以通过______（填“促进”或“抑制”）水稻的分蘖来提高水稻产量；还可以通过______，提高光合作用速率进而提高水稻产量。 (2)植物激素脱落酸（ABA）和独脚金内酯（SL）均可作为______分子，共同参与调控水稻的分蘖过程。进一步研究表明，ABA与SL在调节分蘖中作用相反，且ABA的过量积累会抑制SL的合成。三种水稻品系中ABA与SL的含量如图所示。由此推测，______水稻的抗旱能力最强，并在图中“？”处绘制能够支持上述结论的结果______。 热点角度02 实验情境下的变量分析与证据推理 析典例·建模型 1. （2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ 【解题建模】 第一步，思路模板 1.明确实验目的：验证黑藻的碳浓缩优势（C₄途径在低CO₂下光合效率更高）。 2.识别变量： 自变量：植物种类（黑藻 vs 对照） 因变量：光合速率（或CO₂固定效率、氧气释放量） 控制变量：光照强度、CO₂浓度、温度、营养等 3.选择对照材料：选择与黑藻亲缘关系相近、但无C₄途径的植物（如图中①金鱼藻）。 4.确定关键条件： 光照强度：选择两者光合速率相近的强度（如图a中500 μmol·m⁻²·s⁻¹），以排除光强差异干扰 控制条件：设置低CO₂浓度环境（体现C₄途径优势） 5.选择测量指标：净光合速率（氧气释放量/CO₂吸收量）。 第二步，思路拆解 实验要素 选择依据 具体设定 对照组 与黑藻同属沉水植物，无C₄途径，图a中光合速率与黑藻在特定光强下接近 金鱼藻（①） 光照强度 图a中500 μmol·m⁻²·s⁻¹时，金鱼藻与黑藻光合速率高度接近，便于排除光强差异 500 控制条件 C₄途径优势在于低CO₂下仍高效光合，故设置CO₂浓度较低且相同 较低且相同的CO₂浓度 测量指标 反映光合速率的直接指标 氧气释放量（或CO₂吸收量） 第三步，尝试作答 (4)金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 研考点·通技法 1.C4植物的CO2的浓缩机制 破类题·提能力 1．（2026·广东汕头·一模）唐代诗人杜甫曾有诗云：“扫除白发黄精在，君看他时冰雪容。”多花黄精味甘、性平，有利于养阴润肺，宽中益气，是一种生于林下、灌丛或山坡阴处的药用草本植物。某研究团队研究了不同程度的遮阴对盆栽多花黄精果熟期叶片光合作用特性的影响，结果如表。回答下列问题： 遮光度/% 叶绿素a/（mg·g-1） 叶绿素b/（mg·g-1） 类胡萝卜素/（mg·g-1） 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） 0 1.104 0.437 0.363 5.376 0.164 312.76 35 1.387 0.577 0.268 8.855 0.208 283.55 60 1.321 0.542 0.291 9.637 0.221 268.64 85 1.276 0.516 0.346 7.001 0.183 298.31 注：气孔导度反映气孔开放程度，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。 由表可知，与其他几组对比在________条件下多花黄精生长较好。若要大量种植多花黄精，为了使其处于最佳生长状态，在本实验研究基础上还需要进行的实验是________。 热点角度03 光合呼吸原理在农业生产与生态修复中的综合应用 析典例·建模型 11. （2023·广东·高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表，回答下列问题： (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。 【解题建模】 第一步，思路模板 1.识别生产问题：明确题干所涉及的生产实践情境（如增产、抗逆、资源高效利用等）。 2.调用核心原理： 光合作用原理：光反应（光能→ATP/NADPH）、暗反应（CO₂固定→有机物） 影响因素：光照、CO₂、温度、水分、矿质元素、激素等 3.分析作用机制： 直接机制：影响光反应/暗反应/气孔/酶活性等 间接机制：影响基因表达/激素信号/物质运输等 4.提出实践策略： 根据原理推导出具体的生产措施（施肥、灌溉、种植密度、品种选择等）。 第二步，思路拆解 设问 生产情境 核心原理 数据分析 实践结论 （3）高产原因 高密度栽培下ygl产量更高 叶绿素含量低→透光性好→下层叶片获光多→群体光能利用率高 ygl叶绿素低但净光合速率高，且高密度下光可到达下层 光能利用率较高 第三步，尝试作答 (3)光能利用率较高 研考点·通技法 1.植物增产的措施 破类题·提能力 1．（2026·广东梅州·一模）2025年11月7日，习近平总书记在广东梅州考察沙田柚种植基地，指出要加强科技应用、发展乡村特色产业。农技人员探究不同施镁肥方式对柚树生长的影响，相关结果如表所示。回答下列问题： 处理 叶片镁含量（g/kg） 光合速率（μmol/(m²・s)） 果实总糖（mg/g） 对照组 3.36 11.32 74.07 土施镁肥 3.48 13.79 76.30 叶面喷施镁肥 3.68 15.91 78.18 上述研究表明，科学施肥管理对沙田柚植株的生长至关重要请提出一个有利于沙田柚从土壤中吸收肥料的具体措施：______。 热点角度04 基因调控与信号转导的综合分析 析典例·建模型 1. （2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为______。通路2中吸收光的物质②为______。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关______。 【解题建模】 第一步，思路模板 1.定位信号起点：明确信号分子或基因（如激素、光受体、转录因子等）。 2.梳理信号通路： 信号接收：受体识别信号分子 信号转导：蛋白互作、磷酸化、泛素化、转录因子激活 基因表达：转录因子入核，调控靶基因表达 生理效应：激素合成变化、代谢调整、形态建成 3.标注调控关系：用“（+）促进”或“（-）抑制”表示节点间的相互作用。 4.构建调控网络：从基因到表型，形成完整的“信号-基因-功能”链条。 综合推理结论 第二步，思路拆解 设问 信号起点 信号转导链条 关键调控 推导结论 （1）GA与ABA关系 GA、ABA 二者对萌发的作用相反 GA促进萌发，ABA抑制萌发 拮抗 （1）GA促进萌发机制 GA GA→促进α-淀粉酶合成→淀粉分解→提供能量 α-淀粉酶活性升高 促进淀粉分解 （2）ABA调控GA代谢 ABA ABA→抑制OsGA3ox（合成酶）→促进OsGA2ox（降解酶） 赤霉素合成↓、降解↑ 抑制、促进 （3）OsABI5作用 ABA信号 ABA→OsABI5表达→入核→结合OsGA3ox启动子 抑制OsGA3ox转录 细胞核、抑制 （4）信号通路构建 ABA ABA→OsABI5→抑制OsGA3ox→赤霉素↓→α-淀粉酶↓→萌发↓ 完整信号链 见答案 第三步，尝试作答 (3)有机物中的化学能 光敏色素 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度 研考点·通技法 1.光调控植物生长发育的调控机制 破类题·提能力 1．（2026·广东广州·一模）水稻作为重要的粮食作物，其产量受光合作用能力、分蘖能力（用近地面分枝的数量作为衡量指标）和干旱等因素的影响。为培育兼具高产与抗旱性强的水稻新品种，研究人员以野生型水稻（WT）、OsFT基因敲除突变体水稻（ft）和OsFT基因过表达水稻（OE）为材料进行研究，部分结果如表所示。 组别 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（） 平均分蘖数/个 WT 2.40 0.25 9 ft 0.95 0.15 4 OE 2.85 0.45 12 回答下列问题： 类胡萝卜素是合成ABA和SL的关键前体物质。结合上述研究结果，完善OsFT基因调控水稻产量的机制图，其中①是______（填激素），④是______（填“+”或“-”）。 注：“+”代表促进，“-”代表抑制。 （建议用时：75分钟） 刷模拟 1．（2026·广东广州·一模）水稻作为重要的粮食作物，其产量受光合作用能力、分蘖能力（用近地面分枝的数量作为衡量指标）和干旱等因素的影响。为培育兼具高产与抗旱性强的水稻新品种，研究人员以野生型水稻（WT）、OsFT基因敲除突变体水稻（ft）和OsFT基因过表达水稻（OE）为材料进行研究，部分结果如表所示。 组别 叶绿素含量/（） 类胡萝卜素含量/（） 平均分蘖数/个 WT 2.40 0.25 9 ft 0.95 0.15 4 OE 2.85 0.45 12 回答下列问题： (1)据表分析，OsFT基因一方面可以通过______（填“促进”或“抑制”）水稻的分蘖来提高水稻产量；还可以通过______，提高光合作用速率进而提高水稻产量。 (2)植物激素脱落酸（ABA）和独脚金内酯（SL）均可作为______分子，共同参与调控水稻的分蘖过程。进一步研究表明，ABA与SL在调节分蘖中作用相反，且ABA的过量积累会抑制SL的合成。三种水稻品系中ABA与SL的含量如图所示。由此推测，______水稻的抗旱能力最强，并在图中“？”处绘制能够支持上述结论的结果______。 (3)类胡萝卜素是合成ABA和SL的关键前体物质。结合上述研究结果，完善OsFT基因调控水稻产量的机制图，其中①是______（填激素），④是______（填“+”或“-”）。 注：“+”代表促进，“-”代表抑制。 2．（2026·广东·一模）研究表明，光合作用主要受CO2供应（气孔）、CO2传输（叶肉导度）、CO2固定（Rubisco酶）三方面共同限制。研究人员在提高CO2浓度（eC）、升高温度（eT）及两因素叠加（eCeT）条件下，对小麦光合特性进行研究，结果如表。 处理 净光合速率/（） 胞间CO2浓度/（） 气孔导度/（） 叶肉导度/（） Rubisco活性/（） CK（对照组） 32.33b 259.47b 0.65a 0.22b 76c eC 38.89a 358.72a 0.34b 0.11c 75b eT 28.35b 254.37b 0.41b 0.37a 148a eCeT 40.20a 371.43a 0.38b 0.13a 130b 注：不同小写字母代表有显著性差异。 回答下列问题： (1)绿叶通过气孔吸收的CO2进入胞间后，通过______方式进入叶肉细胞叶绿体，这个过程CO2的运输效率用叶肉导度来表示。吸收的CO2，被存在于______的Rubisco催化，形成C3分子，C3分子接受______释放的能量并被还原，最终转化为糖类。 (2)据表数据分析，本研究的两种因素中______对小麦生长的影响更大，判断的依据是______。CO2浓度升高对小麦光合作用的影响，说明小麦光合作用的主要受限制的阶段是______（填“光反应”或“暗反应”）。 (3)进入胞间的CO2与气孔开放程度有关（气孔导度）。在温度和CO2浓度叠加条件下，气孔导度和叶肉导度都显著降低，但最终吸收的CO2量升高，根据实验条件和表格数据分析，出现这种现象的可能原因有______。 3．（2026·广东汕头·一模）唐代诗人杜甫曾有诗云：“扫除白发黄精在，君看他时冰雪容。”多花黄精味甘、性平，有利于养阴润肺，宽中益气，是一种生于林下、灌丛或山坡阴处的药用草本植物。某研究团队研究了不同程度的遮阴对盆栽多花黄精果熟期叶片光合作用特性的影响，结果如表。回答下列问题： 遮光度/% 叶绿素a/（mg·g-1） 叶绿素b/（mg·g-1） 类胡萝卜素/（mg·g-1） 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） 0 1.104 0.437 0.363 5.376 0.164 312.76 35 1.387 0.577 0.268 8.855 0.208 283.55 60 1.321 0.542 0.291 9.637 0.221 268.64 85 1.276 0.516 0.346 7.001 0.183 298.31 注：气孔导度反映气孔开放程度，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。 (1)光可以为多花黄精叶片的光合作用________，还可以影响多花黄精的生长、开花、结果等过程，这主要是因为叶片细胞中有一种物质称为________，能感受不同波长的光和光周期等信号。 (2)在测定各组多花黄精的叶绿素含量时，可取等质量相同部位的叶先低温烘干，再加入________以提取光合色素，进行烘干的目的是________。 (3)与对照组相比，35%遮光组气孔导度较大，而胞间CO2浓度较小。胞间CO2浓度较小的原因可能是________。 (4)由表可知，与其他几组对比在________条件下多花黄精生长较好。若要大量种植多花黄精，为了使其处于最佳生长状态，在本实验研究基础上还需要进行的实验是________。 4．（2026·广东佛山·一模）诗句“野火烧不尽，春风吹又生”生动地表现出植物顽强的生命力。研究表明，该现象与植物燃烧时产生的信号分子“烟素”（KARs）有关。图为KARs调节种子萌发的作用机制，其中S蛋白是一种抑制种子萌发的关键蛋白。回答下列问题： 注：MAX2属于泛素连接酶复合体，可介导泛素分子连接到相应蛋白上，被泛素化修饰的蛋白随后会被识别并降解。 (1)据图分析，植物经历野火后种子萌发的机制是：植物燃烧后产生KARs，与KAI2受体结合引起其构象改变→______→S蛋白信号变化引发相应激素合成情况改变，种子萌发。由此推测，激素A、B分别是______、______。 (2)植物秸秆燃烧形成的灰烬成分主要是______，溶解在土壤后可被幼苗通过______的方式吸收，进而促进其形态建成。 (3)KARs还能缓解镉对作物的毒害。研究人员为探究KARs缓解镉毒害的机制，将萌发天数相同的小麦幼苗均分为4组，分别用不同处理的培养液培养，培养相同时间后检测各组小麦光合作用的相关参数，结果如图所示。 图中B组处理为______。分析数据可知，KARs主要通过影响光合作用的______反应过程从而缓解镉的毒害作用，判断理由是______。 5．（2026·广东深圳·一模）自然条件下生长的植物接受到的光照强度在不断发生变化。研究人员为了探究波动的光照（模拟自然光照）对黄瓜幼苗光合作用产生的影响，设置了移动光照（YD）、频闪光照（PS）和稳态光照（CK）三种光处理方式（如图），YD和PS统称波动光。实验均在较低光强环境中进行，部分结果见下表。 （光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的与呼吸过程中释放的等量时的光照强度。） 组别 叶绿素a+b 光饱和点 光补偿点 最大净光合速率 呼吸速率 CK YD PS 注：不同小写字母代表有显著性差异。 回答下列问题： (1)波动光下，黄瓜幼苗叶片中的叶绿素主要吸收________，吸收的光在叶绿体中最终被转化为________。 (2)与CK组相比，波动光组总光合速率________。在PS环境下，黄瓜幼苗的最大净光合速率显著降低，研究人员分析认为黄瓜幼苗利用弱光的能力减弱，分析表格数据，阐述支持该观点的依据是________。结合图表分析，PS组中达到波动光的最大光照强度时，影响黄瓜幼苗光合速率的主要环境限制因子是________（答出一种因子）。 (3)综上所述，在工厂化育苗的过程中，为平衡能耗和植物生长，后续可行的研究方向有________，从而有利于黄瓜幼苗适应后续自然波动光的生长环境。 6．（2026·广东梅州·一模）2025年11月7日，习近平总书记在广东梅州考察沙田柚种植基地，指出要加强科技应用、发展乡村特色产业。农技人员探究不同施镁肥方式对柚树生长的影响，相关结果如表所示。回答下列问题： 处理 叶片镁含量（g/kg） 光合速率（μmol/(m²・s)） 果实总糖（mg/g） 对照组 3.36 11.32 74.07 土施镁肥 3.48 13.79 76.30 叶面喷施镁肥 3.68 15.91 78.18 (1)据表可知，______（填“土施”或“叶面喷施”）镁肥更有利于提升沙田柚产量。施镁肥可以增产，从光合作用角度分析，其机理最可能是：柚树吸收镁离子后，能够______，进而提升光反应，促使果实合成更多的糖类等有机物。 (2)为研究Mg2+对光合作用的影响，科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给+Mg2+、缺乏-Mg2+条件，测定沙田柚幼苗光合作用相关指标，如图1、2所示。 ①该实验中“+Mg2+组”为______（填“实验组”或“对照组”）。 ②图1结果表明，叶肉细胞叶绿体中的Mg2+相对含量和CO2固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动，且Mg2+能______（填“提高”或“降低”）沙田柚幼苗固定CO2的能力。 ③进一步测定上述过程中酶R（催化C5与CO2的反应）的变化如图2所示，请结合图1和图2的实验结果，阐明Mg2+对沙田柚幼苗光合作用影响的可能机理：______。 (3)上述研究表明，科学施肥管理对沙田柚植株的生长至关重要请提出一个有利于沙田柚从土壤中吸收肥料的具体措施：______。 刷真题 1．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。 回答下列问题： (1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。 (2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________，因而生长更快。 (3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究： 实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。 实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。 结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。 分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。 2．（2023·广东·高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。 (2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。    3．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是________，其原因是_______。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。 4．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 回答下列问题： (1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是______，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是_______。 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是_______。 (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为______。通路2中吸收光的物质②为______。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关______。 (4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式：________。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $