第3单元 高分解码室（一） 光合呼吸类大阅读量情境分析题(Word教师用书)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（单选）

该高中生物学高考复习讲义聚焦光合呼吸代谢核心考点，涵盖适应性与自发性代谢类情境分析，按“基础原理-情境应用”逻辑架构知识，通过考情梳理、审答思维指导、真题训练等环节，帮助学生突破大阅读量信息提取与知识迁移难点。 资料以科学思维培养为核心，创新设计“关键信息转化”审答策略，如结合2025陕晋青宁卷真题解析G酶对气孔开度的影响机制，通过实验设计题（补充G酶减少组）强化探究实践能力。分层选取多省真题，助力学生高效提升逻辑推理与应考能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

高分解码室(一)——破译高考大题 光合呼吸类大阅读量情境分析题 考情分析 高考代谢类大题创新题型多以大阅读量材料分析题出现，要求考生在有限时间内快速阅读并理解大量材料，从中提取关键信息，再结合所学的生物学知识进行分析、推理和应用，需要考生拥有较强的逻辑思维、批判性思维和创造性思维能力。其类型主要是： (1)适应性代谢类：2025安徽卷T16水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响；2025河南卷T17不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响；2025云南卷T17土壤紧实对植物生长发育的影响；2024湖北卷T21环境因素调控气孔关闭的机理；2023北京卷T20调控植物细胞活性氧产生机制的新发现。 (2)自发性代谢类：2025黑吉辽蒙卷T21提高作物的光合速率和产量的措施；2025陕晋青宁卷T21保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响；2025山东卷T21植物在一定程度上减轻高光强造成损伤的机制等。 命题 预测 细胞代谢相关的最新研究成果与生产、生活联系紧密，高考极有可能以此为材料进行命题，引导考生运用已有的代谢相关知识去解释新的生物学现象 (2025·陕晋青宁卷)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【信息①】；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图(a)【信息②】。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)【信息③】。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：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【审答思维】 关键信息 信息转化 信息① 联系教材“相关信息”可知，R酶即为催化CO2和C5固定生成C3的酶，此酶存在于叶绿体基质，既可催化C5固定CO2，又能催化C5与O2反应。在O2浓度高时，不利于进行CO2固定，净光合速率减小。 信息②图(a) 信息④ 线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，同时产生CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高保卫细胞的细胞液浓度，有利于保卫细胞吸水，气孔开度增大，有利于CO2的吸收，使净光合速率增大 信息① 信息② 图(a) 信息③ 图(b) 信息⑤ CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，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较小 答题规则 规则1：关键信息和相关描述需要依据教材，并根据题意推理分析和适当修改作答 确保所使用的术语和描述是准确且符合生物学教材的，同时，适当地对教材内容进行引申、解读和修改，以便更加精准地分析和回答问题。例如，在回答(1)R酶催化CO2固定的场所时，需要联系教材“相关信息”，得知R酶即为催化暗反应中CO2固定的酶，暗反应发生在叶绿体基质。 规则2：注意题干关键信息提示 细心阅读题目中的每一句话和关键信息，理解题目的要求和意图，做到“答所问”。例如，在回答(2)中的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的原因时，需要根据题干中的关键信息提示“由图(a)(b)可知”，需要关注图(a)和图(b)的过程和结果，再结合题干中另一个关键信息“植物保卫细胞吸水，气孔开度增大”，进行逻辑推理，然后组织语言进行作答即可。 　答案：(1)基质　ATP、NADPH　(2)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　(3)减小　小　(4)实验思路：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和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，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。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W 解析：(1)叶绿体中R酶催化CO2的固定，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)结合图示和题干信息分析，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)叶绿体中R酶既能催化CO2的固定，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，保持环境中CO2浓度不变，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较小。(4)为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，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，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株(假设为T)，实验思路是以野生型植株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和G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，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。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。 1.(2025·四川卷)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 光照强度/(μmol· m－2·s－1) CO2浓度/(μmol·mol－1) 净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 气孔导度/(mol·m－2·s－1) 叶绿素含量/(mg·g－1) 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 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　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)无水乙醇　红光　(2)ATP(腺苷三磷酸)和NADPH(还原性辅酶Ⅱ)　外界补充的CO2更多　(3)光照强度加倍　甲＞乙(乙＜甲)的光合作用速率(净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量)，光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 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(腺苷三磷酸)和NADPH(还原性辅酶Ⅱ)，从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同，丙组的二氧化碳浓度是甲的二倍，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，可能的原因是外界补充的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(乙＜甲)的光合作用速率(净光合作用速率/有机物生成量/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。 2.(2025·河南卷)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。 回答下列问题： (1)光对植物生长发育的作用有　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　　两个方面。 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述　　　　组(填组别)进行对比分析，该实验中的无关变量有 　　　　　　　(答出2点即可)。 (3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正比关系)，④组的总光合速率　　　　(填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率，判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)为光合作用提供能量　作为一种信号调节植物生长发育　(2)①③④　温度和二氧化碳浓度　(3)始终大于　④组呼吸速率大于③组，但是两组光补偿点相同，也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组 解析：(1)光可以为植物光合作用提供光能；同时光可以作为一种信号在植物生长发育的全过程中都起调节作用，故光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。(2)为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述盐胁迫组(③)和盐胁迫加实验光处理组(④)进行对比分析。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。(3)由于④组呼吸速率大于③组，但是两组光补偿点相同，也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。 3.(2025·黑吉辽蒙卷，节选)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题： 据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于　　　　不足。胞间CO2浓度为300 μmol·mol－1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 答案：光照强度　曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高 4.(2025·安徽卷)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　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为　　　　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2a)；当加入F、G或H时，E也同样累积(图2b)。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：　　　　　　 　　　　　　　。 (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 (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　　　　，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是　　　　。 答案：(1)增强　在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达株(OE)的根细胞呼吸速率和氧气浓度均明显高于WT组　NADH　(2)假设物质H能转化为A　(3)低氧条件下，NtPIP基因过量表达株呼吸速率高，CO2浓度高，提高了暗反应速率；能量产生多，有利于根细胞吸收N、Mg等用于叶片细胞合成叶绿素，提高植物的光反应速率　(4)NADP＋　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等用于叶片细胞合成叶绿素，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＋。 5.白及为我国传统中药材，具有广泛的药用价值，也具有很高的园林应用价值。其同化外界CO2的途径会随环境的变化而有所改变，在适宜环境下同化CO2为图1方式——C3途径，在特定环境刺激下促进白及细胞中PEPC基因(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)高效表达，同化CO2为图2方式——CAM途径(景天酸代谢途径)，甚至随着环境变化在CAM途径与C3途径间转换，以便提高光合作用效率。图2方式为夜间通过气孔吸收CO2，经一系列反应合成苹果酸，存储在液泡中。白天液泡中的苹果酸经过反应释放CO2，进而参与光合作用。请回答下列问题： (1)白及叶肉细胞进行光反应中发生的能量变化是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　，暗反应的场所是　　　　　　。 (2)图2所示代谢途径中，白天参与暗反应的CO2直接来源于　　　　　　过程和 　　　　　　过程。这种代谢途径是与　　　　　　环境相适应的。 (3)夜间，白及细胞液的pH通常会下降，请结合题目信息说明原因：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)光能转变成储存在ATP中活跃的化学能及NADPH中的能量　叶绿体基质　(2)苹果酸分解　细胞呼吸　高温干旱　(3)夜间气孔开放，叶肉细胞可以从外界吸收CO2，在酶的催化下可以将CO2转化为苹果酸，再运输至液泡，使细胞液pH降低 解析：(1)高等植物光合作用的场所是叶绿体，光合作用分为光反应和暗反应。光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行，光反应将光能转变为储存在ATP中活跃的化学能及NADPH中的能量。(2)据图分析可知，图2所示代谢途径中，白天参与暗反应的CO2直接来源于苹果酸分解过程和细胞呼吸过程。此类植物夜间气孔开放，吸收的CO2转化为苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，由此推测其生活在高温干旱的环境。(3)夜间白及气孔开放，叶肉细胞可以从外界吸收CO2，在酶的催化下可以将CO2转化为苹果酸，再运输至液泡，进而使细胞液pH降低。 学科网（北京）股份有限公司 $