专题03 细胞呼吸与光合作用（6年汇编）（广东专用）2021-2026年高考生物真题分类汇编

**基本信息** 聚焦细胞呼吸与光合作用专题，整合广东近6年高考真题及模拟题，以生态修复、作物育种等真实科研情境为载体，强化实验探究与数据分析，适配高考命题趋势。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|17题|细胞呼吸（无氧呼吸途径、有氧呼吸场所）、光合作用（色素提取、卡尔文循环）|结合特殊生物代谢（如鲫鱼骨骼肌无氧呼吸）、经典实验（如绿叶中色素分离）| |非选择题|10题|光合速率影响因素（光质、CO₂浓度）、实验设计（黑藻碳浓缩优势验证）|关联农业生产（如高密度栽培水稻产量）、生态修复（湖泊沉水植物引种）|

专题03 细胞呼吸与光合作用 考点1 细胞呼吸 1.【答案】A 2.【答案】A 3.【答案】D 考点2 光合作用 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】（1）① 光照强度    ② 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）① 有机物中的化学能    ② 光敏色素    ③ 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      6.【答案】（1）呼吸作用消耗     （2）① ③②①    ② 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）① 金鱼藻    ② 500    ③ 二氧化碳浓度较低且相同    ④ 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      1.【答案】B 2.【答案】B 3.【答案】C 4.【答案】C 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】B 8.【答案】C 9.【答案】C 10.【答案】B 11.【答案】（1）① 转运蛋白    ② 自然选择     （2）① G62    ② 种植后G62品种土壤污染程度下降最多，修复效果最好     （3）Y120茎和叶中砷含量高，对细胞毒害大，影响了光合作用相关酶的活性（或叶绿体结构等），从而导致光合速率降低     （4）土壤中砷的含量变化##蚕体内的砷含量      12.【答案】（1）探究高温胁迫下EBR（2，4-表油菜素内酯）和AMF（丛枝菌根真菌）对四季杜鹃生长发育的影响     （2）① 叶绿素含量    ② 二氧化碳的吸收     （3）EBR和AMF均能提高高温胁迫下四季杜鹃的光合速率（光反应和暗反应），且两者共同作用下四季杜鹃光合速率更大，耐高温胁迫能力更强     （4）① HS+EBR+AMF    ② 高水平的ABA会诱导气孔关闭，除CK外，HS+EBR+AMF处理，四季杜鹃的气孔导度最大，蒸腾速率最高      13.【答案】（1）ATP、NADPH     （2）① 比值    ② 约等于    ③ 高光照条件下，pgl的天线色素/反应中心色素比值更低，吸收传递的光能减少，避免过多的光能对光系统的破坏，因此最大光合速率及生物量更高     （3）① 气孔关闭    ② 穿过水稻冠层被下层叶片利用     （4）叶片小、颜色浅、透光率高      14.【答案】（1）① 自由扩散    ② 叶绿体基质    ③ ATP和NADPH     （2）① CO2浓度    ② 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    ③ 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      15.【答案】（1）抑制     （2）① OsPEL与细胞核内GLKs结合，抑制PhANGs基因表达    ② OsPEL与PSA2结合，抑制其进入叶绿体     （3）① ++    ② +     （4）敲除OsPEL基因，并导入C4途径的相关酶基因      16.【答案】（1）① 基质    ② 翻译     （2）① B    ② 红    ③ Ptrc-box    ④      （3）① ①用vlmD酶基因替换质粒1中的mCherry基因；②asgltA基因替换质粒2中的GFP基因；③敲除菌株L1的vlmD基因    ② 丙酮酸浓度≥2g/L      17.【答案】（1）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    ② 赤霉素    ③ 脱落酸     （2）① 无机盐    ② 主动运输     （3）① 1nmol/LKARs处理    ② 光    ③ 与C组比，D组小麦叶绿素含量上升，但气孔导度下降      18.【答案】（1）① 提高    ② 增大    ③ 光照强度     （2）① 类囊体    ② 光合色素含量高于相同条件的SR1    ③ 热能     （3）利用OsMGD1基因培育耐强光作物新品种（利用OsMGD1基因培育适应光强波动环境的植株）      19.【答案】（1）① 植物光合    ② 微生物分解     （2）① 相反    ② 增温会导致土壤有机碳增加，同时生物量也增加    ③ 物种丰富度下降    ④ 种间竞争     （3）① BNPP    ② 降低      20.【答案】（1）光照强度     （2）① 蛋白质（色素-蛋白复合体）    ② 叶片的受光面积    ③ 远红光    ④ 促进RAVL1降解，lac1表达量下降     （3）① 上（和中）    ② 上部叶片更直立，植株透光率高；下部叶片相对舒展，受光面积较大      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 6年真题1年模拟 考点分类 考情示例 命题规律 考点2 光合作用 2026广东（1题）、2025广东（1题）、2024广东（2题）、2023广东（1题）、2021广东（2题） · 情境设置：以生态修复、作物育种、光质调控等真实科研情境为载体，突出应用导向 · 考查重点：聚焦色素提取与分离、卡尔文循环关键酶、光合速率影响因素及突变体分析 · 命题趋势：强化实验探究与数据分析能力，注重光合作用机理与农业生产实践的结合 考点1 细胞呼吸 2026广东（1题）、2023广东（1题）、2021广东（1题） · 情境设置：以特殊生物代谢（如无氧呼吸产乙醇）、运动生理、生物能源生产为情境 · 考查重点：侧重无氧呼吸途径、有氧呼吸各阶段场所及反应物、细胞呼吸的应用分析 · 命题趋势：关注特殊生物的呼吸方式创新考查，强化呼吸作用与生产生活实际的联系 考点1 细胞呼吸 1.（2026·广东·高考真题）鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（        ） A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同 C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同 【答案】A 【详解】 A、两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H]，同时释放少量能量，反应过程完全相同，A正确； B、人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行，而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂的过程发生在线粒体，二者反应场所不完全相同，B错误； C、鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂，人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸，二者最终产物不同，C错误； D、酶具有专一性，二者后续的反应过程不同，因此催化反应的酶存在差异，D错误。 2.（2023·广东·高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（       ） A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳 【答案】A 【分析】 有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2分子丙酮酸和少量的[H]，同时释放了少量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳[H]，同时释放少量的能量，发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生的场所是线粒体内膜。 【详解】 游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。 故选A。 3.（2021·广东·高考真题）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（       ） A. 培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B. 乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2 C. 用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D. 实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 【答案】D 【分析】 图示为探究酵母菌进行无氧呼吸的装置示意图。酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇和CO2。检测乙醇的方法是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。检测CO2的方法是：CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 【详解】 A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误； B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误； C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误； D、乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。 故选D。 考点2 光合作用 1.（2026·广东·高考真题）某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌（        ） A. 具有核膜 B. 为异养生物 C. 可利用光能 D. 可固定CO2 【答案】D 【详解】 A、硝化细菌属于原核生物，原核生物没有以核膜为界限的细胞核，不具有核膜，A错误； B、该细菌能利用氧化NH3释放的能量将无机物合成为有机物，属于自养生物，不属于异养生物，B错误； C、该细菌合成有机物利用的是氧化NH3过程释放的化学能，无法利用光能，C错误； D、该细菌通过化能合成作用合成有机物，可利用CO2作为碳源，将其转化为有机物中的碳，D正确。 2.（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A. 选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B. 研磨时用水补充损失的提取液 C. 将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D. 用过的层析液直接倒入下水道 【答案】C 【分析】 叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂； 色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。 【详解】 A、本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误； B、色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误； C、由于滤纸条不会相互影响，层析液的成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确； D、用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 故选C。 3.（2021·广东·高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是（       ） A. Rubisco存在于细胞质基质中 B. 激活Rubisco需要黑暗条件 C. Rubisco催化CO2固定需要ATP D. Rubisco催化C5和CO2结合 【答案】D 【分析】 暗反应阶段：场所是叶绿体基质 a．CO2的固定：CO2+C52C3 b．三碳化合物的还原： 【详解】 A、Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误； B、暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误； C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误； D、Rubisco催化二氧化碳的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。 故选D。 4.（2021·广东·高考真题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（ ） A. t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度） B. t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度） C. 三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D. 三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 【答案】D 【分析】 光照强度影响光合作用强度的曲线：由于绿色植物每时每刻都要进行细胞呼吸，所以在光下测定植物光合强度时，实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和(称为“表观光合作用强度")。如下图: A表示植物呼吸作用强度，A点植物不进行光合作用，B点表示光补偿点，C点表示光饱和点。 【详解】 A、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度），A正确； B、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度），B正确； C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确； D、三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。 故选D。 【点睛】 5.（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）① 光照强度    ② 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）① 有机物中的化学能    ② 光敏色素    ③ 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。 (1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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）。 6.（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）① ③②①    ② 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）① 金鱼藻    ② 500    ③ 二氧化碳浓度较低且相同    ④ 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。 (1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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。 7.（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　　　　　　　　。     （1）① 类胡萝卜素/叶绿素比例较高    ② 红光和蓝紫     （2）① 等于    ② 呼吸速率较高     （3）光能利用率较高     （4）①     ② 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。 (1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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。 1.（2026·广东中山·一模）茶树具有很高的经济价值，为提高茶树的产量，某科研小组研究了停止供水和恢复供水对气孔导度与光合速率的影响，结果如图所示，下列分析错误的是（　　） A. A点停止供水后光合速率下降的原因是气孔关闭 B. 与停止供水前相比，B点时茶树的光补偿点减小 C. 恢复供水一段时间后，细胞中C3含量短时间内上升 D. 恢复供水后光合速率未能完全恢复可能与脱落酸有关 【答案】B 【详解】 A、A点停止供水后，植物为减少水分散失气孔关闭，气孔导度下降，CO2吸收量减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降，A正确； B、光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光照强度。B点处于停止供水阶段，相同光照下光合速率远低于停止供水前，而呼吸速率基本不变，因此需要更高的光照强度才能让光合速率等于呼吸速率，即光补偿点增大，B错误； C、恢复供水后气孔导度增大，CO2供应增加，CO2固定生成C3的速率加快，短时间内C3的还原速率还未改变，因此细胞中C3含量短时间内上升，C正确； D、干旱（停止供水）过程中植物脱落酸会积累，脱落酸可促进气孔关闭、抑制细胞代谢，因此恢复供水后光合速率未能完全恢复，可能与脱落酸有关，D正确。 2.（2026·广东·一模）某兴趣小组在“绿叶中色素的提取和分离”实验中发现，加入CaCO3能减少叶绿素的破坏，但对其作用原理尚不明确。为探究CaCO3保护叶绿素的机制，设计如下实验方案。进行该实验时，他们提出的假说最可能是（       ） 组别 处理 ① 色素提取液+0.5mL蒸馏水 ② 色素提取液+等量5%稀盐酸 ③ 向色素提取液中加入足量CaCO3，摇匀后加入等量5%稀盐酸 ④ 先向1mL的5%稀盐酸中添加足量CaCO3，待反应完成后摇匀，吸取适量反应液加入色素提取液 A. 盐酸对叶绿素具有破坏作用 B. CaCO3通过中和酸而保护叶绿素 C. CaCO3加入的顺序对叶绿素提取的影响 D. CaCO3对盐酸的亲和力比叶绿素的亲和力强 【答案】B 【详解】 A、盐酸会破坏叶绿素是本实验默认的前提背景，不属于探究CaCO₃保护机制的假说，A不符合题意； B、若假说为CaCO₃通过中和酸而保护叶绿素，四组实验可验证该假说：①为空白对照，②组加酸叶绿素被破坏，③组CaCO₃中和加入的盐酸可保护叶绿素，④组CaCO₃预先完全中和盐酸后，加入提取液也不会破坏叶绿素，各组对照可验证假说成立，B符合题意； C、CaCO₃的加入顺序是实验设置的自变量，不属于关于保护机制的原理性假说，C不符合题意； D、CaCO₃与盐酸是发生复分解反应消耗盐酸，并非依靠亲和力结合盐酸，该假说不符合反应原理，D不符合题意。 故选B。 3.（2026·广东·一模）科学家研究鸽子飞行肌的细胞呼吸时，发现丙酮酸在相关酶的作用下产生[H]，该过程发生的场所和条件是（       ） A. 细胞质基质，需要H2O参与反应 B. 细胞质基质，需要H2O和O2参与反应 C. 线粒体基质，需要H2O参与反应 D. 线粒体基质，需要H2O和O2参与反应 【答案】C 【详解】 A、丙酮酸产生[H]为有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质，细胞质基质是有氧呼吸第一阶段的场所，A错误； B、该过程场所不是细胞质基质，且O2参与有氧呼吸第三阶段，不参与第二阶段反应，B错误； C、丙酮酸产生[H]为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质，需要H2O作为反应物参与反应，C正确； D、O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成水，不参与第二阶段的反应，D错误。 4.（2026·广东汕头·一模）厄尔尼诺事件发生时，西太平洋的海平面下降会导致秋茄生长的土壤盐度上升，植物部分气孔关闭，光合速率下降。秋茄光合速率下降的直接原因是（　　） A. 水的光解减少 B. ATP供应减少 C. C3的生成减少 D. C5的数量减少 【答案】C 【详解】 A、水的光解属于光反应阶段的过程，受光照、细胞含水量等因素直接影响，气孔关闭初期细胞含水量无明显下降，光反应未受直接抑制，水的光解不会减少，A错误； B、ATP是光反应的产物，气孔关闭初期光反应正常进行，ATP供应不会直接减少，仅当暗反应受抑制后ATP积累才会间接抑制光反应，不属于直接原因，B错误； C、气孔是CO₂进入植物细胞的通道，气孔关闭会直接导致植物吸收的CO₂减少，暗反应中CO₂与C₅结合生成C₃的固定过程速率下降，C₃生成量减少，直接导致暗反应速率下降，进而整体光合速率下降，C正确； D、CO₂供应减少时，C₅的消耗速率下降，而短时间内C₃的还原仍在正常进行生成C₅，因此C₅的数量会增多，D错误。 故选C。 5.（2026·广东梅州·一模）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示（①~④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在 CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生 ATP 的过程是①②③ B. 图2中，9~10h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C. 培养时若植物出现萎蔫现象，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D. 在图2中两曲线的交点时，叶肉细胞会吸收外界的CO2 【答案】D 【详解】 A、图1中，①过程中H2O分解产生O2和H+，是光合作用的光反应阶段，合成ATP，②过程中H+将CO2还原成C6H12O6的过程，是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，④过程是C6H12O6分解成CO2和H+，是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，③过程是H+与O2结合生成水，有氧呼吸第三阶段，产生大量ATP，因此晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④，A错误； B、图2中，9-10h间，光合速率迅速下降的原因最可能是突然停止光照，导致光合作用停止，呼吸作用没有明显变化，B错误； C、根部缺氧，因为水培植物的氧气供应完全依赖于营养液中的溶解氧，如果营养液循环不畅、温度过高（溶解氧降低）等，会导致根系环境缺氧。缺氧后根系有氧呼吸受阻，ATP合成大量减少。而根细胞主动吸收无机盐离子（如K⁺、NO₃⁻）需要消耗ATP，离子吸收减少，导致根细胞渗透压降低，吸水动力减弱，从而导致萎蔫，C错误； D、图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D正确。 故选D。 6.（2026·广东·二模）某兴趣小组进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，检测酒精产生的具体做法正确的是（       ） A. 反应开始前，向酵母菌培养液中滴加酸性重铬酸钾溶液 B. 反应结束后，向酵母菌培养液中滴加酸性重铬酸钾溶液 C. 在反应的中间阶段，取出培养液的滤液注入干净的试管中，再滴加酸性重铬酸钾溶液 D. 反应结束后，取出培养液的滤液注入干净的试管中，再滴加酸性重铬酸钾溶液 【答案】D 【详解】 A、反应开始前酵母菌尚未进行细胞呼吸产生酒精，且直接向培养液中滴加试剂会污染整个实验体系，A错误； B、直接向酵母菌培养液中滴加试剂会污染全部培养液，不符合取样检测的实验操作规范，B错误； C、反应中间阶段酒精积累量少，很难检测到明显的颜色变化，且未到反应结束阶段无法准确判断产物的生成情况，C错误； D、反应结束后酵母菌已充分进行细胞呼吸，积累了足够量的酒精，取出培养液的滤液检测可避免菌体等杂质的干扰，也不会污染原培养体系，操作正确，D正确。 7.（2026·广东茂名·二模）科研人员在探究叶绿体中光系统Ⅰ（PS Ⅰ）和光系统Ⅱ（PS Ⅱ）的功能时，发现某突变体的PS Ⅱ反应中心色素（叶绿素a，吸收、传递光能）结构异常，导致水的光解受阻；PS Ⅰ的结构未发生改变，但NADP+还原效率显著下降。由此可推断（　　） A. PS Ⅱ不影响NADP+还原过程 B. 该突变体的O2释放速率下降 C. NADPH在PS Ⅱ上合成 D. PS Ⅱ的功能不受PS Ⅰ影响 【答案】B 【详解】 A、PSⅡ结构异常导致水的光解受阻，电子传递到PSⅠ的量减少，最终使NADP⁺还原效率下降，说明PSⅡ会影响NADP⁺还原过程，A错误； B、O₂是水的光解的产物，突变体PSⅡ结构异常导致水的光解受阻，因此O₂释放速率下降，B正确； C、NADPH是PSⅠ接受传递来的电子后，催化NADP⁺与H⁺结合形成的，合成场所是PSⅠ，C错误； D、分析题意可知，PSⅠ结构正常但NADP⁺还原效率下降，没有信息表明PSⅡ的功能是否受PSⅠ影响，无法得出该结论，D错误。 8.（2026·广东韶关·二模）斑点钝口螈胚胎与绿藻存在独特的内共生关系，绿藻常聚集在斑点钝口螈胚胎细胞线粒体周围，通过光合作用为其提供有机物，下列叙述错误的是（       ） A. 两者的内共生关系的形成，是长期协同进化的结果 B. 光照下斑点钝口螈胚胎细胞的有氧呼吸速率高于黑暗环境 C. 绿藻周围的线粒体能及时将葡萄糖氧化分解供能 D. 线粒体能够从绿藻中获得氧气，也能为绿藻提供二氧化碳 【答案】C 【详解】 A、不同物种之间在相互影响中不断进化和发展属于协同进化，两者的内共生关系是长期相互选择、协同进化的结果，A正确； B、光照下绿藻可通过光合作用为斑点钝口螈胚胎细胞提供有机物和氧气，有氧呼吸的原料更充足，因此光照下其有氧呼吸速率高于黑暗环境，B正确； C、有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸发生在细胞质基质，葡萄糖不能直接进入线粒体被氧化分解，线粒体仅能分解丙酮酸，C错误； D、绿藻光合作用产生的氧气可扩散进入线粒体参与有氧呼吸第三阶段，线粒体有氧呼吸产生的二氧化碳可扩散进入绿藻作为光合作用的原料，D正确。 9.（2026·广东佛山·二模）科学家在对光合作用的探究中相继进行了多个经典实验。下列关于相关实验的叙述，错误的是（　　） 实验过程及结果 实验结论 A 在黑暗中用极细的光束照射水绵，需氧细菌只向叶绿体被照射的部位集中 叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 C 在离体叶绿体悬浮液（没有CO2）中加入铁盐，在光照下释放出O2 植物光合作用产生O2的氧元素全部来自水 D 用14CO2供小球藻进行光合作用，经检测放射性先后出现在C3、C6中 光合作用过程中碳元素转移路径：CO2→C3→（CH2O） A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【详解】 A、该实验是恩格尔曼的探究实验，需氧细菌只向叶绿体被照射部位集中，说明该部位光合作用释放了氧气，可得出叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧的结论，A正确； B、红光和蓝紫光区域聚集大量需氧细菌，说明这两个区域光合作用放氧更多，可得出叶绿体主要吸收红光和蓝紫光的结论，B正确； C、该实验为希尔反应，仅能证明离体叶绿体在光照条件下可分解水释放O2，无法证明O2的氧元素全部来自水，该结论是鲁宾和卡门通过同位素标记法实验得出的，C错误； D、该实验是卡尔文探究碳转移路径的实验，放射性先后出现在C3、C6（糖类）中，可得出碳元素转移路径为CO2→C3→（CH2O）的结论，D正确。 10.（2026·广东佛山·二模）黑暗环境下某作物种子吸水萌发过程中呼吸速率分为4个阶段，依次为：上升期—滞缓期—急剧上升期—显著下降期。下列分析错误的是（　　） A. 上升期，种子吸水后，呼吸酶活性增大 B. 滞缓期，种皮限制O2进入，呼吸作用停止 C. 急剧上升期，胚根穿破种皮，有氧呼吸速率迅速升高 D. 显著下降期，种子呼吸速率下降的原因是营养物质不足 【答案】B 【详解】 A、上升期种子大量吸水，细胞内自由水含量升高，代谢速率加快，呼吸酶活性增大，呼吸速率上升，A正确； B、滞缓期种皮限制氧气进入，有氧呼吸受到抑制，但细胞仍可进行无氧呼吸，并非呼吸作用停止，B错误； C、急剧上升期胚根穿破种皮，氧气供应充足，有氧呼吸速率迅速升高，导致呼吸速率急剧上升，C正确； D、显著下降期种子自身储存的营养物质被大量消耗，呼吸底物不足，导致呼吸速率下降，D正确。 11.（2026·广东茂名·一模）砷是矿区土壤中常见污染物，对周边生态环境和人体健康构成严重威胁。桑树根系旺盛，对土壤重金属具有较强的耐受和富集能力。为探索“边修复、边生产”的生态修复模式，研究人员在某砷污染矿区开展桑树品种选育研究，结果如图所示。 回答下列问题： （1）砷通过桑树根系细胞膜上的　　　　　　　　　　进入植物体，不同桑树品种对砷的耐受性差异，是长期　　　　　　　　　　的结果。 （2）据图分析，品种　　　　　　　　　　　　最适合在该矿区推广种植，判断的理由是　　　　　　　　　　　　。 （3）已知细胞中的砷含量越高，对细胞毒害越大。研究人员对上述G12、G62和Y120三个桑树品种进行模拟盆栽实验，测定修复相关指标结果如下表。据表分析，Y120的光合速率偏低的原因是　　　　　　　　　　　　　。 品种 根部砷含量/(mg·kg-1) 茎+叶砷含量/(mg·kg-1) 转运系数(TF) G12 2.87 2.81 1.04 G62 3.09 2.80 0.90 Y120 3.01 4.58 1.52 注：TF=植物地上部砷含量/根部砷含量。 （4）综合上述研究，团队提出在该矿区建立“桑树修复+蚕桑养殖”的生态工程模式。为确保该模式的长期生态安全，生产实践中还需要监测哪些指标？　　　　　　　　　　　　。（答出一点即可） 【答案】（1）① 转运蛋白    ② 自然选择     （2）① G62    ② 种植后G62品种土壤污染程度下降最多，修复效果最好     （3）Y120茎和叶中砷含量高，对细胞毒害大，影响了光合作用相关酶的活性（或叶绿体结构等），从而导致光合速率降低     （4）土壤中砷的含量变化##蚕体内的砷含量      (1)小问详解： 砷进入植物体需要借助桑树根系细胞膜上的转运蛋白，因为物质跨膜运输中，离子等物质常通过转运蛋白进出细胞。不同桑树品种对砷的耐受性差异是长期自然选择的结果，在自然环境中，适应环境（对砷耐受性强）的品种得以保留和繁衍。 (2)小问详解： 据图分析，品种G62最适合在该矿区推广种植。判断理由是种植后G62品种土壤污染程度下降最多，从重度污染（Ⅰ）降到轻度污染（Ⅲ），对土壤砷污染的修复效果最好。 (3)小问详解： 由表格可知，Y120的茎+叶砷含量最高，因为细胞中的砷含量越高，对细胞毒害越大，所以Y120的光合速率偏低的原因是Y120茎和叶中砷含量高，对细胞毒害大，影响了光合作用相关酶的活性（或叶绿体结构等），从而导致光合速率降低。 (4)小问详解： 为确保“桑树修复+蚕桑养殖”生态工程模式的长期生态安全，生产实践中还需要监测的指标有：土壤中砷的含量变化（若砷含量未得到有效控制，会持续危害生态环境）；或蚕体内的砷含量（若蚕体内砷含量过高，会通过食物链影响人体健康）等。 12.（2026·广东东莞·一模）高温胁迫是植物生长过程中常会遇到的胁迫因子，温度超过阈值水平往往使植物生长发育受到不可逆转的损伤。研究表明：2，4-表油菜素内酯（EBR）能提高植物的抗逆性，增强植物对高温环境的适应能力；丛枝菌根真菌（AMF）能保护植物免受高温等危害，从而提高寄主植物的耐热性。研究团队以四季杜鹃为材料进行了相关研究，部分实验结果如下。 处理方式 气孔导度μmol/（m2·s） 蒸腾速率mmol/（m2·s） 叶绿素含量mg/g 光合速率μmol（m2·s） CK（对照） 183.8 3.19 1.76 6.11 HS（高温） 122.5 1.42 0.68 2.37 HS+EBR 138.2 2.17 1.21 4.5 HS+AMF 141.8 2.30 1.28 4.94 HS+EBR+AMF 162.5 2.54 1.43 5.44 回答下列问题： （1）请根据以上信息，写出本实验的目的：　　　　　　　　　　　　　。 （2）据表分析，EBR能增强四季杜鹃耐高温能力的原因可能是增加了四季杜鹃的　　　　　，使光反应提供给暗反应的能源物质增加；EBR还能增大四季杜鹃的气孔导度，促进　　　　　　增强暗反应，进而提高光合速率。 （3）据表分析，EBR和AMF在四季杜鹃耐受高温胁迫方面起协同作用，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 （4）研究表明：EBR还能影响植物体内多种激素的平衡。ABA（脱落酸）是植物耐受高温胁迫的重要激素，据题推测：除CK（对照）外，处理方式是　　　　时ABA含量最低，理由是　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）探究高温胁迫下EBR（2，4-表油菜素内酯）和AMF（丛枝菌根真菌）对四季杜鹃生长发育的影响     （2）① 叶绿素含量    ② 二氧化碳的吸收     （3）EBR和AMF均能提高高温胁迫下四季杜鹃的光合速率（光反应和暗反应），且两者共同作用下四季杜鹃光合速率更大，耐高温胁迫能力更强     （4）① HS+EBR+AMF    ② 高水平的ABA会诱导气孔关闭，除CK外，HS+EBR+AMF处理，四季杜鹃的气孔导度最大，蒸腾速率最高      (1)小问详解： 根据实验设计中控制的变量可知，本实验的目的是探究高温胁迫下EBR（2，4-表油菜素内酯）和AMF（丛枝菌根真菌）对四季杜鹃生长发育的影响。或探究EBR（2，4-表油菜素内酯）和AMF（丛枝菌根真菌）对高温胁迫的缓解作用。 (2)小问详解： 据表可知，EBR能增强四季杜鹃耐高温能力，主要表现在气孔导度增大，叶绿素含量增加，因而可以缓解高温胁迫对植物的影响，即EBR能增加四季杜鹃的叶绿素含量，使光反应提供给暗反应的NADPH和ATP增加，因而净光合速率提升；EBR还能增大四季杜鹃的气孔导度，促进二氧化碳的吸收增强暗反应，进而提高光合速率。 (3)小问详解： 据表数据可知，EBR和AMF均能提高高温胁迫下四季杜鹃的光合速率（光反应和暗反应），且两者共同作用下四季杜鹃光合速率更大，耐高温胁迫能力更强，因而可以得出的结论是EBR和AMF在四季杜鹃耐受高温胁迫方面起协同作用。 (4)小问详解： 研究表明：EBR还能影响植物体内多种激素的平衡。ABA（脱落酸）是植物耐受高温胁迫的重要激素，由于EBR+AMF在缓解高温胁迫过程中表现为协同作用，因而表现为除CK外，HS+EBR+AMF处理组的气孔导度最大，蒸腾速率最高，又知高水平的ABA会诱导气孔关闭，可见，除CK（对照）外，HS+EBR+AMF组ABA含量最低。 13.（2026·广东中山·一模）植物在长期进化过程中倾向于过度投资叶绿素合成，从而导致在高光照环境下吸收过多的光能。近日，我国科学家利用淡绿叶水稻（pgl），通过测定光合色素含量、光合速率、生物量等指标，摸索培育高产水稻的新路径。 回答下列问题： （1）研究发现，环境光照通常远高于光反应中　　　　　合成的需求，多余的光能使叶绿素分子发生转变，进而破坏光系统，使光合速率下降。 （2）已知光能的吸收、传递依赖光系统中的天线色素，而光能的转换则依赖反应中心色素。科学家利用pgl及正常水稻在不同光照强度下分别进行盆栽实验，并测量相关数据。 ①测定pgl和正常水稻光合色素含量（图甲和图乙），发现在高光照下，两种水稻的色素相对含量都上升，但pgl的两种色素　　　　　变化更显著。 ②进一步测定最大光合作用速率及生物量（图丙和图丁），发现在低光照下pgl对光的利用效率　　　　　正常水稻，但在高光照下pgl的最大光合速率及生物量均高于正常水稻。结合上述结果，尝试从光系统角度分析，可能的原因是　　　　　。 （3）通过热成像相机测定水稻冠层叶片温度，发现高光照下pgl冠层温度低于正常水稻，可以有效减少因高温导致的　　　　　现象，使光合作用持续高效运行。由此推测高光照下，多余的光能可以　　　　　，从而提高下层叶片对光能的利用。 （4）由此可见，叶片并非越绿光合作用越强，而是存在精妙的群体内光能分配策略。基于上述认识，在高密度种植作物时，应选择的叶片性状有　　　　　（写两点）。 【答案】（1）ATP、NADPH     （2）① 比值    ② 约等于    ③ 高光照条件下，pgl的天线色素/反应中心色素比值更低，吸收传递的光能减少，避免过多的光能对光系统的破坏，因此最大光合速率及生物量更高     （3）① 气孔关闭    ② 穿过水稻冠层被下层叶片利用     （4）叶片小、颜色浅、透光率高      (1)小问详解： 光反应的核心产物是ATP和NADPH，环境光照通常远高于这两种物质合成的需求。多余光能会使叶绿素分子转变，破坏光系统，导致光合速率下降。 (2)小问详解： ①对比图甲（低光照）和图乙（高光照）： 正常水稻：天线色素 / 反应中心色素比值变化小 pgl：天线色素相对含量下降更明显，反应中心色素相对含量上升，两种色素的比值（天线色素 / 反应中心色素） 变化更显著。 ②看丙图（低光照最大光合速率）： 低光照下，pgl 和正常水稻的最大光合速率几乎一致 → 说明 pgl 对光的利用效率约等于（或接近） 正常水稻。从光系统角度分析高光下优势： 高光照条件下，pgl的天线色素/反应中心色素比值更低，吸收传递的光能减少，避免过多的光能对光系统的破坏，因此最大光合速率及生物量更高。 (3)小问详解： 高温会导致植物 气孔关闭，CO₂ 供应不足，光合速率下降。pgl 冠层温度更低，可有效减少该现象。pgl 冠层温度低，说明多余光能未被冠层大量吸收转化为热能，而是穿过冠层被下层叶片利用，提升群体光能利用率。 (4)小问详解： 高密度种植需要优化群体光能分配，结合 pgl 的优势，应选择： 叶片小：减少冠层遮挡，利于透光，颜色浅：叶绿素含量适中，避免过度吸收光能 透光率高：让更多光能到达下层叶片。 14.（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）① 自由扩散    ② 叶绿体基质    ③ ATP和NADPH     （2）① CO2浓度    ② 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    ③ 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      (1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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。 15.（2026·广东汕头·一模）水稻OsPEL蛋白是影响叶绿体发育的关键物质。为培育高光合效率的水稻，研究人员构建了OsPEL基因敲除突变体（KO）和OsPEL基因过量表达株（OE），测定了不同株系叶片的部分生理指标，结果如下表。 株系 叶绿素含量（mg·g-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 维管束鞘细胞叶绿体数量（相对于WT的倍数） 野生型（WT） 3.2 20.5 1.0× KO 4.8 28.6 3.6× OE 1.6 16.3 0.4× 回答下列问题： （1）据表推测，OsPEL蛋白对叶绿体发育起　　　　　　　（填“促进”或“抑制”）作用。 （2）OsPEL蛋白调控叶绿体发育的作用机制见图。GLKs是一种调节光合相关基因转录的蛋白质，PSA2、PhANGs是光系统I（PSI）组装相关蛋白。 据图分析，OsPEL过表达能影响PSI组装进而改变光合速率，其具体的途径为： 途径①：OsPEL与GLKs结合抑制其进入细胞核，导致核内GLKs含量降低； 途径②：　　　　　； 途径③：　　　　　。 （3）为验证存在上述途径①，科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记OsPEL和GLKs，显微镜下观察叶片细胞中荧光分布，请在表格中的a和b处完善实验结果。（“+”表示有荧光，“++”表示荧光较强，“-”表示几乎无荧光） 组别 细胞质 细胞核 红色荧光 绿色荧光 红色荧光 绿色荧光 WT + + - ++ OE ++ a　　　　　 + b　　　　　 （4）与水稻相比，玉米光合效率高的关键在于其特有的C4途径，即通过相关酶与转运蛋白的协同作用，在叶肉细胞中高效固定CO2并形成C4化合物，随后运输至维管束鞘细胞中被利用。结合上述信息和研究结论，提出培育高产水稻的育种策略　　　　　。 【答案】（1）抑制     （2）① OsPEL与细胞核内GLKs结合，抑制PhANGs基因表达    ② OsPEL与PSA2结合，抑制其进入叶绿体     （3）① ++    ② +     （4）敲除OsPEL基因，并导入C4途径的相关酶基因      【分析】 光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 (1)小问详解： 敲除突变体（KO）维管束鞘细胞叶绿体数量是野生型（WT）的 3.6 倍，叶绿素含量和净光合速率均显著升高，过量表达株（OE）维管束鞘细胞叶绿体数量仅为野生型的 0.4 倍，叶绿素含量和净光合速率均显著降低。 这说明 OsPEL 蛋白表达量越高，叶绿体数量越少，因此其对叶绿体发育起抑制作用。 (2)小问详解： 结合机制图和已知途径①，可推导出另外两条途径，途径②：OsPEL 与细胞核内的 GLKs 结合，抑制 GLKs 对PhANGs基因的转录激活作用，导致PhANGs基因表达量下降，进而影响光系统 I（PSI）的组装；途径③：OsPEL 在细胞质中与 PSA2 结合，阻止 PSA2 进入叶绿体参与 PSI 的组装，从而抑制 PSI 的形成。 (3)小问详解： 实验目的是验证 OsPEL 与 GLKs 结合抑制其进入细胞核，OE 组（OsPEL 过量表达）细胞质中OsPEL 大量表达（红色荧光 ++），会与 GLKs 大量结合在细胞质，因此细胞质中绿色荧光（标记 GLKs）为 ++；细胞核中由于 GLKs 被大量滞留在细胞质，进入细胞核的 GLKs 减少，因此细胞核中绿色荧光为+。 (4)小问详解： 结合研究结论和玉米的 C4 途径优势，培育高产水稻的策略为敲除 OsPEL 基因，解除其对叶绿体发育的抑制，增加维管束鞘细胞叶绿体数量，提升水稻本身的光合效率，并导入 C4途径相关酶基因，使水稻获得玉米特有的高效 CO₂固定能力，进一步增强光合作用，最终实现高产。 16.（2026·广东汕头·一模）异丁胺是一种重要的化工原料，其胞内合成代谢途径见图8。通过微生物发酵生产异丁胺时常难以兼顾菌株生长和产物合成间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株的生产能力。回答下列问题： （1）据图8推测，真核细胞中TCA循环发生在线粒体　　　　　　（填“基质”或“内膜”）。将asgltA基因导入菌株中，其转录形成的RNA能与gltA基因的mRNA结合形成部分双链，gltA基因表达的　　　　　（填“转录”或“翻译”）过程受阻，减少丙酮酸进入TCA循环，积累丙酮酸用于异丁胺的生产，但此时菌株的生长未受明显影响。 （2）为实现利用温度对大肠杆菌代谢的调控，研究人员构建了两种质粒（图），并分别以红色荧光蛋白mCherry和绿色荧光蛋白GFP为模式蛋白，检测质粒的调控能力。 注：PRM为持续性表达启动子，PR和Ptrc-box为特异型启动子（分别被CI蛋白二聚体和pdhR蛋白识别并抑制），符号代表抑制，代表终止子。 ①为了使细胞中质粒1中mCherry蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，可在质粒2的　　　处（填“A”或“B”）插入pdhR基因，将改造后的质粒1和质粒2导入敲除pdhR基因的大肠杆菌获得菌株L1，菌株L1在30℃时会发出　　　　色荧光。 ②pdhR蛋白无法结合天然启动子Ptrc。在Ptrc后插入box序列即可得到质粒1中的启动子Ptrc-box。研究人员通过右图实验（如图）证明pdhR蛋白可以直接结合启动子Ptrc-box，由此推测，实验中P是指无荧光标记的　　　　　（填“Ptrc-box”或“无关启动子”），并在泳道5的方框中补充可能的条带宽度　　　　　。 （3）已知丙酮酸在细胞内积累到2g/L时，才能解除pdhR对Ptrc-box的抑制作用；asgltA转录形成的RNA的抑制作用可长时间维持。请完善以下表格，以实现动态调节大肠杆菌的代谢途径从而提高异丁胺的产量。 操作 目的 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造：　　　　　　 获得在生长阶段（37℃）积累丙酮酸并抑制生产，而在生产阶段（30℃）抑制生长的工程菌。 控制发酵温度先为37℃，当监测到　　　　　　时将温度切换为30℃。 【答案】（1）① 基质    ② 翻译     （2）① B    ② 红    ③ Ptrc-box    ④      （3）① ①用vlmD酶基因替换质粒1中的mCherry基因；②asgltA基因替换质粒2中的GFP基因；③敲除菌株L1的vlmD基因    ② 丙酮酸浓度≥2g/L      【分析】 基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 (1)小问详解： 真核细胞的 TCA 循环发生在线粒体基质，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所。asgltA 转录的 RNA 与 gltA 的 mRNA 结合形成双链，会阻碍核糖体与 mRNA 结合，使翻译过程受阻，减少丙酮酸进入 TCA 循环，为异丁胺合成积累原料。 (2)小问详解： ①将 pdhR 基因插入质粒 2 的 B 处，使 pdhR 表达受温度调控，进而通过 pdhR 调控质粒 1 的 mCherry，实现温度和丙酮酸的控制，30℃时 CI 蛋白形成二聚体，抑制 pdhR 表达→无 pdhR 抑制 Ptrc→mCherry（红色荧光）持续表达，故菌株发红光。 ②实验为凝胶迁移实验，P 是无荧光标记的Ptrc-box，用于验证 pdhR 与该启动子的直接结合，实验仅检测荧光标记的 Ptrc-box，与泳道 2相比，泳道 5 的 pdhR 与标记 Ptrc-box 的结合效率完全相同，因此条带 1 的宽度与泳道 2 一致，条带 2 的宽度也与泳道 2 一致，补充可能的条带宽度如图： 。 (3)小问详解： 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造，可以替换 mCherry 为 vlmD，将异丁胺合成关键酶置于 温度 + 丙酮酸调控下； 替换 GFP 为 asgltA，将 抑制生长置于温度调控下； 敲除内源 VlmD，避免原有酶干扰，确保产物合成受控。37℃asgltA 表达，菌体正常生长，丙酮酸逐步积累，当丙酮酸浓度≥2g/L时，切换至 30℃，asgltA 表达抑制生长，vlmD 持续表达，丙酮酸全部用于合成异丁胺，实现产量最大化。 17.（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）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    ② 赤霉素    ③ 脱落酸     （2）① 无机盐    ② 主动运输     （3）① 1nmol/LKARs处理    ② 光    ③ 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。 (1)小问详解： 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)小问详解： 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)小问详解： 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。 18.（2026·广东·二模）OsMGD1基因在光合结构的构建和功能调节中起着至关重要的作用。研究人员构建了某作物的OsMGD1过表达植株，并以野生型SR1为对照，通过测定净光合速率（图a）、叶绿素含量（图b）和类胡萝卜素含量（图c），研究不同光照条件对植株生长的影响。回答下列问题： （1）据图分析，OsMGD1基因过表达可以　　　　　　　　（填“提高”或“降低”）净光合速率，但是并没有改变净光合速率随光照强度的变化而变化的趋势。与野生型相比，过表达植株达到最大净光合速率时的光照强度　　　　　　　　。与1000μmol·m-2·s-1时相比，当光照强度达到2000μmol·m-2·s-1时，限制光合作用的主要外界因素是　　　　　　　　。 （2）OsMGD1基因的表达可有效缓解强光下光合速率的下降，一方面是由于OsMGD1基因表达可以保护　　　　　　　　（填结构名称）在强光下免受损伤，从而使　　　　　　　　，缓解光合速率下降。另一方面是由于类胡萝卜素可将多余的光转化成　　　　　　　　散失，从而保护光合结构和相关物质。 （3）综合上述实验结果，阐述该结果在农业生产中的应用前景：　　　　　　　　（答出1点即可）。 【答案】（1）① 提高    ② 增大    ③ 光照强度     （2）① 类囊体    ② 光合色素含量高于相同条件的SR1    ③ 热能     （3）利用OsMGD1基因培育耐强光作物新品种（利用OsMGD1基因培育适应光强波动环境的植株）      (1)小问详解： 分析图a可知，所有光照强度下，过表达植株的净光合速率曲线都在野生型SR1的上方，说明该基因过表达可以提高净光合速率；从图a的趋势可知，野生型SR1在光照强度小于1000μmol·m⁻²·s⁻¹时就达到净光合速率峰值，随后开始下降，而过表达植株的净光合速率峰值出现在1000μmol·m⁻²·s⁻¹左右，因此和野生型相比，过表达植株达到最大净光合速率时的光照强度更大（增大）；1000μmol·m⁻²·s⁻¹是净光合速率最高的最适光照强度，当光照升高到2000μmol·m⁻²·s⁻¹时，强光已经对光合结构产生抑制，净光合速率明显下降，因此和1000时相比，此时限制光合作用的主要外界因素是光照强度。 (2)小问详解： 光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，类囊体是光合色素附着的场所，强光首先会损伤类囊体结构，因此该基因保护的是类囊体（类囊体薄膜）；从图b、c可以看出，高光强下，过表达植株的叶绿素、类胡萝卜素含量都显著高于野生型SR1，保护类囊体结构不受损伤后，可以维持较高的光合色素含量，保证光反应正常进行，故光合色素含量高于相同条件的SR1；根据光合作用的保护机制，类胡萝卜素可以将强光下多余的光能转化为热能散失，避免光合结构被强光损伤，这是类胡萝卜素的重要功能。 (3)小问详解： 实验结果在农业生产中的应用前景：本实验证明OsMGD1基因过表达可以提高净光合速率，还能缓解强光下光合速率的下降，因此应用方向可以描述为：利用OsMGD1基因培育耐强光作物新品种，让作物在高光强环境下依然保持较高光合速率，提高作物产量（或培育适应光强波动环境的作物）。 19.（2026·广东·二模）土壤作为地球陆地生态系统的主要碳库，对全球气候变化具有重要意义。研究气候变暖与土地利用变化对高寒草甸优势功能型植物及物种丰富度的影响，可阐明其对土壤有机碳（SOC）的调控机制。研究人员分别在轻度增温与重度增温、未刈割与刈割条件下，对SOC、物种丰富度及禾本科植物生物量进行调查（如图）。 回答下列问题： （1）在成熟稳定的草原生态系统中，SOC的输入主要通过　　　　　　　　作用输入碳，而SOC输出则主要通过　　　　　　　　作用释放碳。近几十年来，因气候变暖和土地利用变化，SOC大量流失并对气候变暖产生正反馈。 （2）从SOC、物种丰富度和生物量三个指标来看，增温与刈割表现出　　　　　　　　的影响。增温会使输入土壤的碳增加，判断的依据是　　　　　　　　。增温会增强群落某些植物的优势度从而导致　　　　　　　　，而刈割通过解除群落内优势种对其他物种的　　　　　　　　限制。 （3）研究人员分析了样地中土壤有机碳与地上净初级生产力（ANPP）、地下净初级生产力（BNPP）的关系（下图），这表明该高寒草甸的SOC储量主要由　　　　　　　　调控。综上结果表明物种丰富度增加会间接　　　　　　　　SOC。 【答案】（1）① 植物光合    ② 微生物分解     （2）① 相反    ② 增温会导致土壤有机碳增加，同时生物量也增加    ③ 物种丰富度下降    ④ 种间竞争     （3）① BNPP    ② 降低      (1)小问详解： 生态系统中，碳从大气进入生物群落，再最终进入土壤的核心过程是植物的光合作用。植物通过光合作用固定大气中的 CO₂合成有机物，这些有机物一部分以凋落物、根系分泌物等形式进入土壤，成为 SOC 的主要来源。土壤有机碳的主要输出途径是微生物的分解作用（呼吸作用）：土壤中的微生物（细菌、真菌等）会分解 SOC，将有机物中的碳以 CO₂的形式释放回大气，完成碳的输出过程。 (2)小问详解： 增温通常会提升禾本科优势种的生物量，但会降低物种丰富度；而刈割会抑制优势种的过度生长，提升物种丰富度，二者的作用方向相反。输入土壤的碳主要来自植物生物量（尤其是凋落物、根系）。题干实验中，增温条件下生物量（禾本科植物生物量）增加，意味着植物向土壤输入的凋落物、根系残体更多，因此 SOC 的输入量会增加。增温会增强群落中优势种（如耐寒性弱但生长快的禾本科植物）的竞争优势，排挤其他物种，导致物种丰富度下降。原理：优势种的过度生长会抢占更多的光、水、养分资源，使弱势物种被淘汰，降低群落的物种多样性。刈割通过移除优势种的地上部分，降低了优势种的高度和资源获取能力，解除了优势种对其他物种的种间竞争限制，让弱势物种获得更多生存空间，从而提升物种丰富度。 (3)小问详解： 从图中可以看出，SOC 与地下净初级生产力（BNPP）呈显著的正相关，而与地上净初级生产力（ANPP）的相关性较弱。这是因为高寒草甸的植物根系发达，根系分泌物、根系残体是 SOC 的主要来源，因此地下初级生产力是 SOC 储量的主要调控因素。增温会降低物种丰富度，同时增温会使SOC增加；反过来推导，物种丰富度增加的情况，对应的SOC会降低，所以物种丰富度增加会间接降低SOC。 20.（2026·广东佛山·二模）玉米是一种重要的粮食作物。高密度种植时，玉米全株叶夹角（叶片与茎干之间的夹角）会变小、叶片直立程度增大。我国研究人员筛选到一个株高和茎秆直径不变，但具有“上紧下松”株型的玉米突变体，将其命名为“智慧型玉米”，如图所示。 回答下列问题： （1）与低密度种植相比，高密度种植时，限制玉米产量的主要环境因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）油菜素内酯（BR）可促进叶片与茎秆连接处的组织宽度增加，从而增大叶夹角。BR的含量与基因lac1表达相关，且受红光/远红光比例间接调控。低密度种植时lac1调节玉米叶夹角的机制如图所示。 PhyA的化学本质是　　　　　　　　　　　　　　。低密度种植时，玉米叶夹角的增大可提高　　　　　　　　　　　　　　，进而提高光合作用效率。高密度种植时，　　　　　　　　　　　　　　（填“红光”或“远红光”）激活玉米中PhyA，与RAVL1结合后，　　　　　　　　　　　　　　，进而引起BR含量下降，叶夹角减小。 （3）玉米中存在多个基因分别调控玉米不同部位（上部、中部、下部）的叶夹角。研究表明，“智慧型玉米”的表型是lac1基因突变导致的。为探究lac1基因作用的部位，研究人员测量了高密度种植时“智慧型玉米”和野生型玉米的叶夹角，如图a所示。在不同种植密度下对两种玉米植株透光率进行检测，结果见图b。 由图可知，lac1主要对玉米　　　　　　　　　　　　　　部叶片的叶夹角发挥调控作用，高密度种植更适宜选用“智慧型玉米”的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）光照强度     （2）① 蛋白质（色素-蛋白复合体）    ② 叶片的受光面积    ③ 远红光    ④ 促进RAVL1降解，lac1表达量下降     （3）① 上（和中）    ② 上部叶片更直立，植株透光率高；下部叶片相对舒展，受光面积较大      (1)小问详解： 高密度种植时，玉米植株数量多，植株间相互遮挡严重，光照强度不足成为限制玉米光合作用、进而限制产量的主要环境因素，低密度种植时植株间距大，光照充足，因此光照强度是高密度下的主要限制因素； (2)小问详解： 光敏色素（PhyA）化学本质是色素-蛋白复合体（蛋白质）；低密度种植时，玉米叶夹角增大，叶片更舒展，可增大叶片的受光面积，提升对光能的捕获效率，进而提高光合作用效率，增加有机物积累；高密度种植时，上层叶片会优先吸收红光，穿透到下层的光中远红光比例大幅上升，因此远红光激活PhyA，启动后续调控通路；根据题干调控机制，PhyA可与RAVL1结合并促进其降解，RAVL1能激活lac1的表达，lac1可促进BR合成，因此PhyA被远红光激活后，促进RAVL1降解，导致lac1基因表达量下降，BR合成减少，叶夹角减小； (3)小问详解： 从图a可知，与野生型相比，“智慧型玉米”上部叶片的叶夹角显著减小，中部叶夹角也有一定程度下降，下部叶夹角无明显差异，说明lac1主要对玉米上（和中）部叶片的叶夹角发挥调控作用；结合图a、b分析，“智慧型玉米”上部叶片叶夹角小、更直立，减少了对中下部叶片的遮挡，显著提高了群体透光率（图b显示相同密度下智慧型玉米透光率远高于野生型，同时下部叶片相对舒展，保证了自身的受光面积，使群体中上部、下部叶片都能充分利用光能，提升了整体光合作用效率，因此高密度种植更适宜选用“智慧型玉米”。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞呼吸与光合作用 6年真题1年模拟 考点分类 考情示例 命题规律 考点2 光合作用 2026广东（1题）、2025广东（1题）、2024广东（2题）、2023广东（1题）、2021广东（2题） · 情境设置：以生态修复、作物育种、光质调控等真实科研情境为载体，突出应用导向 · 考查重点：聚焦色素提取与分离、卡尔文循环关键酶、光合速率影响因素及突变体分析 · 命题趋势：强化实验探究与数据分析能力，注重光合作用机理与农业生产实践的结合 考点1 细胞呼吸 2026广东（1题）、2023广东（1题）、2021广东（1题） · 情境设置：以特殊生物代谢（如无氧呼吸产乙醇）、运动生理、生物能源生产为情境 · 考查重点：侧重无氧呼吸途径、有氧呼吸各阶段场所及反应物、细胞呼吸的应用分析 · 命题趋势：关注特殊生物的呼吸方式创新考查，强化呼吸作用与生产生活实际的联系 考点1 细胞呼吸 1.（2026·广东·高考真题）鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（        ） A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同 C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同 2.（2023·广东·高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（       ） A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳 3.（2021·广东·高考真题）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（       ） A. 培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B. 乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2 C. 用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D. 实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 考点2 光合作用 1.（2026·广东·高考真题）某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌（        ） A. 具有核膜 B. 为异养生物 C. 可利用光能 D. 可固定CO2 2.（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A. 选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B. 研磨时用水补充损失的提取液 C. 将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D. 用过的层析液直接倒入下水道 3.（2021·广东·高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是（       ） A. Rubisco存在于细胞质基质中 B. 激活Rubisco需要黑暗条件 C. Rubisco催化CO2固定需要ATP D. Rubisco催化C5和CO2结合 4.（2021·广东·高考真题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（ ） A. t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度） B. t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度） C. 三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D. 三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 5.（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：　　　　　　　　。 6.（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　　　　　　。 7.（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　　　　　　　　。     1.（2026·广东中山·一模）茶树具有很高的经济价值，为提高茶树的产量，某科研小组研究了停止供水和恢复供水对气孔导度与光合速率的影响，结果如图所示，下列分析错误的是（　　） A. A点停止供水后光合速率下降的原因是气孔关闭 B. 与停止供水前相比，B点时茶树的光补偿点减小 C. 恢复供水一段时间后，细胞中C3含量短时间内上升 D. 恢复供水后光合速率未能完全恢复可能与脱落酸有关 2.（2026·广东·一模）某兴趣小组在“绿叶中色素的提取和分离”实验中发现，加入CaCO3能减少叶绿素的破坏，但对其作用原理尚不明确。为探究CaCO3保护叶绿素的机制，设计如下实验方案。进行该实验时，他们提出的假说最可能是（       ） 组别 处理 ① 色素提取液+0.5mL蒸馏水 ② 色素提取液+等量5%稀盐酸 ③ 向色素提取液中加入足量CaCO3，摇匀后加入等量5%稀盐酸 ④ 先向1mL的5%稀盐酸中添加足量CaCO3，待反应完成后摇匀，吸取适量反应液加入色素提取液 A. 盐酸对叶绿素具有破坏作用 B. CaCO3通过中和酸而保护叶绿素 C. CaCO3加入的顺序对叶绿素提取的影响 D. CaCO3对盐酸的亲和力比叶绿素的亲和力强 3.（2026·广东·一模）科学家研究鸽子飞行肌的细胞呼吸时，发现丙酮酸在相关酶的作用下产生[H]，该过程发生的场所和条件是（       ） A. 细胞质基质，需要H2O参与反应 B. 细胞质基质，需要H2O和O2参与反应 C. 线粒体基质，需要H2O参与反应 D. 线粒体基质，需要H2O和O2参与反应 4.（2026·广东汕头·一模）厄尔尼诺事件发生时，西太平洋的海平面下降会导致秋茄生长的土壤盐度上升，植物部分气孔关闭，光合速率下降。秋茄光合速率下降的直接原因是（　　） A. 水的光解减少 B. ATP供应减少 C. C3的生成减少 D. C5的数量减少 5.（2026·广东梅州·一模）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示（①~④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在 CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生 ATP 的过程是①②③ B. 图2中，9~10h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C. 培养时若植物出现萎蔫现象，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D. 在图2中两曲线的交点时，叶肉细胞会吸收外界的CO2 6.（2026·广东·二模）某兴趣小组进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，检测酒精产生的具体做法正确的是（       ） A. 反应开始前，向酵母菌培养液中滴加酸性重铬酸钾溶液 B. 反应结束后，向酵母菌培养液中滴加酸性重铬酸钾溶液 C. 在反应的中间阶段，取出培养液的滤液注入干净的试管中，再滴加酸性重铬酸钾溶液 D. 反应结束后，取出培养液的滤液注入干净的试管中，再滴加酸性重铬酸钾溶液 7.（2026·广东茂名·二模）科研人员在探究叶绿体中光系统Ⅰ（PS Ⅰ）和光系统Ⅱ（PS Ⅱ）的功能时，发现某突变体的PS Ⅱ反应中心色素（叶绿素a，吸收、传递光能）结构异常，导致水的光解受阻；PS Ⅰ的结构未发生改变，但NADP+还原效率显著下降。由此可推断（　　） A. PS Ⅱ不影响NADP+还原过程 B. 该突变体的O2释放速率下降 C. NADPH在PS Ⅱ上合成 D. PS Ⅱ的功能不受PS Ⅰ影响 8.（2026·广东韶关·二模）斑点钝口螈胚胎与绿藻存在独特的内共生关系，绿藻常聚集在斑点钝口螈胚胎细胞线粒体周围，通过光合作用为其提供有机物，下列叙述错误的是（       ） A. 两者的内共生关系的形成，是长期协同进化的结果 B. 光照下斑点钝口螈胚胎细胞的有氧呼吸速率高于黑暗环境 C. 绿藻周围的线粒体能及时将葡萄糖氧化分解供能 D. 线粒体能够从绿藻中获得氧气，也能为绿藻提供二氧化碳 9.（2026·广东佛山·二模）科学家在对光合作用的探究中相继进行了多个经典实验。下列关于相关实验的叙述，错误的是（　　） 实验过程及结果 实验结论 A 在黑暗中用极细的光束照射水绵，需氧细菌只向叶绿体被照射的部位集中 叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 C 在离体叶绿体悬浮液（没有CO2）中加入铁盐，在光照下释放出O2 植物光合作用产生O2的氧元素全部来自水 D 用14CO2供小球藻进行光合作用，经检测放射性先后出现在C3、C6中 光合作用过程中碳元素转移路径：CO2→C3→（CH2O） A. A B. B C. C D. D 10.（2026·广东佛山·二模）黑暗环境下某作物种子吸水萌发过程中呼吸速率分为4个阶段，依次为：上升期—滞缓期—急剧上升期—显著下降期。下列分析错误的是（　　） A. 上升期，种子吸水后，呼吸酶活性增大 B. 滞缓期，种皮限制O2进入，呼吸作用停止 C. 急剧上升期，胚根穿破种皮，有氧呼吸速率迅速升高 D. 显著下降期，种子呼吸速率下降的原因是营养物质不足 11.（2026·广东茂名·一模）砷是矿区土壤中常见污染物，对周边生态环境和人体健康构成严重威胁。桑树根系旺盛，对土壤重金属具有较强的耐受和富集能力。为探索“边修复、边生产”的生态修复模式，研究人员在某砷污染矿区开展桑树品种选育研究，结果如图所示。 回答下列问题： （1）砷通过桑树根系细胞膜上的　　　　　　　　　　进入植物体，不同桑树品种对砷的耐受性差异，是长期　　　　　　　　　　的结果。 （2）据图分析，品种　　　　　　　　　　　　最适合在该矿区推广种植，判断的理由是　　　　　　　　　　　　。 （3）已知细胞中的砷含量越高，对细胞毒害越大。研究人员对上述G12、G62和Y120三个桑树品种进行模拟盆栽实验，测定修复相关指标结果如下表。据表分析，Y120的光合速率偏低的原因是　　　　　　　　　　　　　。 品种 根部砷含量/(mg·kg-1) 茎+叶砷含量/(mg·kg-1) 转运系数(TF) G12 2.87 2.81 1.04 G62 3.09 2.80 0.90 Y120 3.01 4.58 1.52 注：TF=植物地上部砷含量/根部砷含量。 （4）综合上述研究，团队提出在该矿区建立“桑树修复+蚕桑养殖”的生态工程模式。为确保该模式的长期生态安全，生产实践中还需要监测哪些指标？　　　　　　　　　　　　。（答出一点即可） 12.（2026·广东东莞·一模）高温胁迫是植物生长过程中常会遇到的胁迫因子，温度超过阈值水平往往使植物生长发育受到不可逆转的损伤。研究表明：2，4-表油菜素内酯（EBR）能提高植物的抗逆性，增强植物对高温环境的适应能力；丛枝菌根真菌（AMF）能保护植物免受高温等危害，从而提高寄主植物的耐热性。研究团队以四季杜鹃为材料进行了相关研究，部分实验结果如下。 处理方式 气孔导度μmol/（m2·s） 蒸腾速率mmol/（m2·s） 叶绿素含量mg/g 光合速率μmol（m2·s） CK（对照） 183.8 3.19 1.76 6.11 HS（高温） 122.5 1.42 0.68 2.37 HS+EBR 138.2 2.17 1.21 4.5 HS+AMF 141.8 2.30 1.28 4.94 HS+EBR+AMF 162.5 2.54 1.43 5.44 回答下列问题： （1）请根据以上信息，写出本实验的目的：　　　　　　　　　　　　　。 （2）据表分析，EBR能增强四季杜鹃耐高温能力的原因可能是增加了四季杜鹃的　　　　　，使光反应提供给暗反应的能源物质增加；EBR还能增大四季杜鹃的气孔导度，促进　　　　　　增强暗反应，进而提高光合速率。 （3）据表分析，EBR和AMF在四季杜鹃耐受高温胁迫方面起协同作用，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 （4）研究表明：EBR还能影响植物体内多种激素的平衡。ABA（脱落酸）是植物耐受高温胁迫的重要激素，据题推测：除CK（对照）外，处理方式是　　　　时ABA含量最低，理由是　　　　　　　　　　　　　。 13.（2026·广东中山·一模）植物在长期进化过程中倾向于过度投资叶绿素合成，从而导致在高光照环境下吸收过多的光能。近日，我国科学家利用淡绿叶水稻（pgl），通过测定光合色素含量、光合速率、生物量等指标，摸索培育高产水稻的新路径。 回答下列问题： （1）研究发现，环境光照通常远高于光反应中　　　　　合成的需求，多余的光能使叶绿素分子发生转变，进而破坏光系统，使光合速率下降。 （2）已知光能的吸收、传递依赖光系统中的天线色素，而光能的转换则依赖反应中心色素。科学家利用pgl及正常水稻在不同光照强度下分别进行盆栽实验，并测量相关数据。 ①测定pgl和正常水稻光合色素含量（图甲和图乙），发现在高光照下，两种水稻的色素相对含量都上升，但pgl的两种色素　　　　　变化更显著。 ②进一步测定最大光合作用速率及生物量（图丙和图丁），发现在低光照下pgl对光的利用效率　　　　　正常水稻，但在高光照下pgl的最大光合速率及生物量均高于正常水稻。结合上述结果，尝试从光系统角度分析，可能的原因是　　　　　。 （3）通过热成像相机测定水稻冠层叶片温度，发现高光照下pgl冠层温度低于正常水稻，可以有效减少因高温导致的　　　　　现象，使光合作用持续高效运行。由此推测高光照下，多余的光能可以　　　　　，从而提高下层叶片对光能的利用。 （4）由此可见，叶片并非越绿光合作用越强，而是存在精妙的群体内光能分配策略。基于上述认识，在高密度种植作物时，应选择的叶片性状有　　　　　（写两点）。 14.（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　　　　　　。 15.（2026·广东汕头·一模）水稻OsPEL蛋白是影响叶绿体发育的关键物质。为培育高光合效率的水稻，研究人员构建了OsPEL基因敲除突变体（KO）和OsPEL基因过量表达株（OE），测定了不同株系叶片的部分生理指标，结果如下表。 株系 叶绿素含量（mg·g-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 维管束鞘细胞叶绿体数量（相对于WT的倍数） 野生型（WT） 3.2 20.5 1.0× KO 4.8 28.6 3.6× OE 1.6 16.3 0.4× 回答下列问题： （1）据表推测，OsPEL蛋白对叶绿体发育起　　　　　　　（填“促进”或“抑制”）作用。 （2）OsPEL蛋白调控叶绿体发育的作用机制见图。GLKs是一种调节光合相关基因转录的蛋白质，PSA2、PhANGs是光系统I（PSI）组装相关蛋白。 据图分析，OsPEL过表达能影响PSI组装进而改变光合速率，其具体的途径为： 途径①：OsPEL与GLKs结合抑制其进入细胞核，导致核内GLKs含量降低； 途径②：　　　　　； 途径③：　　　　　。 （3）为验证存在上述途径①，科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记OsPEL和GLKs，显微镜下观察叶片细胞中荧光分布，请在表格中的a和b处完善实验结果。（“+”表示有荧光，“++”表示荧光较强，“-”表示几乎无荧光） 组别 细胞质 细胞核 红色荧光 绿色荧光 红色荧光 绿色荧光 WT + + - ++ OE ++ a　　　　　 + b　　　　　 （4）与水稻相比，玉米光合效率高的关键在于其特有的C4途径，即通过相关酶与转运蛋白的协同作用，在叶肉细胞中高效固定CO2并形成C4化合物，随后运输至维管束鞘细胞中被利用。结合上述信息和研究结论，提出培育高产水稻的育种策略　　　　　。 16.（2026·广东汕头·一模）异丁胺是一种重要的化工原料，其胞内合成代谢途径见图8。通过微生物发酵生产异丁胺时常难以兼顾菌株生长和产物合成间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株的生产能力。回答下列问题： （1）据图8推测，真核细胞中TCA循环发生在线粒体　　　　　　（填“基质”或“内膜”）。将asgltA基因导入菌株中，其转录形成的RNA能与gltA基因的mRNA结合形成部分双链，gltA基因表达的　　　　　（填“转录”或“翻译”）过程受阻，减少丙酮酸进入TCA循环，积累丙酮酸用于异丁胺的生产，但此时菌株的生长未受明显影响。 （2）为实现利用温度对大肠杆菌代谢的调控，研究人员构建了两种质粒（图），并分别以红色荧光蛋白mCherry和绿色荧光蛋白GFP为模式蛋白，检测质粒的调控能力。 注：PRM为持续性表达启动子，PR和Ptrc-box为特异型启动子（分别被CI蛋白二聚体和pdhR蛋白识别并抑制），符号代表抑制，代表终止子。 ①为了使细胞中质粒1中mCherry蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，可在质粒2的　　　处（填“A”或“B”）插入pdhR基因，将改造后的质粒1和质粒2导入敲除pdhR基因的大肠杆菌获得菌株L1，菌株L1在30℃时会发出　　　　色荧光。 ②pdhR蛋白无法结合天然启动子Ptrc。在Ptrc后插入box序列即可得到质粒1中的启动子Ptrc-box。研究人员通过右图实验（如图）证明pdhR蛋白可以直接结合启动子Ptrc-box，由此推测，实验中P是指无荧光标记的　　　　　（填“Ptrc-box”或“无关启动子”），并在泳道5的方框中补充可能的条带宽度　　　　　。 （3）已知丙酮酸在细胞内积累到2g/L时，才能解除pdhR对Ptrc-box的抑制作用；asgltA转录形成的RNA的抑制作用可长时间维持。请完善以下表格，以实现动态调节大肠杆菌的代谢途径从而提高异丁胺的产量。 操作 目的 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造：　　　　　　 获得在生长阶段（37℃）积累丙酮酸并抑制生产，而在生产阶段（30℃）抑制生长的工程菌。 控制发酵温度先为37℃，当监测到　　　　　　时将温度切换为30℃。 17.（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　　　　　　。 18.（2026·广东·二模）OsMGD1基因在光合结构的构建和功能调节中起着至关重要的作用。研究人员构建了某作物的OsMGD1过表达植株，并以野生型SR1为对照，通过测定净光合速率（图a）、叶绿素含量（图b）和类胡萝卜素含量（图c），研究不同光照条件对植株生长的影响。回答下列问题： （1）据图分析，OsMGD1基因过表达可以　　　　　　　　（填“提高”或“降低”）净光合速率，但是并没有改变净光合速率随光照强度的变化而变化的趋势。与野生型相比，过表达植株达到最大净光合速率时的光照强度　　　　　　　　。与1000μmol·m-2·s-1时相比，当光照强度达到2000μmol·m-2·s-1时，限制光合作用的主要外界因素是　　　　　　　　。 （2）OsMGD1基因的表达可有效缓解强光下光合速率的下降，一方面是由于OsMGD1基因表达可以保护　　　　　　　　（填结构名称）在强光下免受损伤，从而使　　　　　　　　，缓解光合速率下降。另一方面是由于类胡萝卜素可将多余的光转化成　　　　　　　　散失，从而保护光合结构和相关物质。 （3）综合上述实验结果，阐述该结果在农业生产中的应用前景：　　　　　　　　（答出1点即可）。 19.（2026·广东·二模）土壤作为地球陆地生态系统的主要碳库，对全球气候变化具有重要意义。研究气候变暖与土地利用变化对高寒草甸优势功能型植物及物种丰富度的影响，可阐明其对土壤有机碳（SOC）的调控机制。研究人员分别在轻度增温与重度增温、未刈割与刈割条件下，对SOC、物种丰富度及禾本科植物生物量进行调查（如图）。 回答下列问题： （1）在成熟稳定的草原生态系统中，SOC的输入主要通过　　　　　　　　作用输入碳，而SOC输出则主要通过　　　　　　　　作用释放碳。近几十年来，因气候变暖和土地利用变化，SOC大量流失并对气候变暖产生正反馈。 （2）从SOC、物种丰富度和生物量三个指标来看，增温与刈割表现出　　　　　　　　的影响。增温会使输入土壤的碳增加，判断的依据是　　　　　　　　。增温会增强群落某些植物的优势度从而导致　　　　　　　　，而刈割通过解除群落内优势种对其他物种的　　　　　　　　限制。 （3）研究人员分析了样地中土壤有机碳与地上净初级生产力（ANPP）、地下净初级生产力（BNPP）的关系（下图），这表明该高寒草甸的SOC储量主要由　　　　　　　　调控。综上结果表明物种丰富度增加会间接　　　　　　　　SOC。 20.（2026·广东佛山·二模）玉米是一种重要的粮食作物。高密度种植时，玉米全株叶夹角（叶片与茎干之间的夹角）会变小、叶片直立程度增大。我国研究人员筛选到一个株高和茎秆直径不变，但具有“上紧下松”株型的玉米突变体，将其命名为“智慧型玉米”，如图所示。 回答下列问题： （1）与低密度种植相比，高密度种植时，限制玉米产量的主要环境因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）油菜素内酯（BR）可促进叶片与茎秆连接处的组织宽度增加，从而增大叶夹角。BR的含量与基因lac1表达相关，且受红光/远红光比例间接调控。低密度种植时lac1调节玉米叶夹角的机制如图所示。 PhyA的化学本质是　　　　　　　　　　　　　　。低密度种植时，玉米叶夹角的增大可提高　　　　　　　　　　　　　　，进而提高光合作用效率。高密度种植时，　　　　　　　　　　　　　　（填“红光”或“远红光”）激活玉米中PhyA，与RAVL1结合后，　　　　　　　　　　　　　　，进而引起BR含量下降，叶夹角减小。 （3）玉米中存在多个基因分别调控玉米不同部位（上部、中部、下部）的叶夹角。研究表明，“智慧型玉米”的表型是lac1基因突变导致的。为探究lac1基因作用的部位，研究人员测量了高密度种植时“智慧型玉米”和野生型玉米的叶夹角，如图a所示。在不同种植密度下对两种玉米植株透光率进行检测，结果见图b。 由图可知，lac1主要对玉米　　　　　　　　　　　　　　部叶片的叶夹角发挥调控作用，高密度种植更适宜选用“智慧型玉米”的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $