第4单元 热点情境2 逆境胁迫 气孔问题(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学高考复习讲义聚焦逆境胁迫（光、盐、渍害）与气孔调节核心考点，按“胁迫类型-生理机制-实验探究”逻辑架构，整合光合作用、植物激素调节等知识，通过考点梳理（如气孔/非气孔限制辨析）、方法指导（实验变量控制、数据图表分析）、真题训练（2025河南卷等高考题及模拟题），帮助学生构建知识网络，突破难点。 讲义采用“问题情境-实验探究-素养提升”模式，如结合光胁迫下叶黄素循环实验数据（Fv/Fm参数）分析光保护机制，培养科学思维与探究实践能力。设置分层练习（基础巩固、能力提升），配合真题解析，确保高效复习，助力学生建立实验分析框架，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供有力指导。

热点情境2　逆境胁迫　气孔问题 一、逆境胁迫 (2025·河南卷，17)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_______________________。 解析：(1)光既是光合作用的能量来源，又是一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。(2)通过②④比较可知实验光下盐胁迫对作物生长的影响，再通过①②④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。无关变量包含温度、二氧化碳浓度、光照时长等。(3)见答案。 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)①②④　温度和二氧化碳浓度　(3)始终大于　④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点也就是总光合速率等于呼吸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 1．逆境胁迫：对植物生存与生长不利的环境因子。 2．逆境胁迫类型与胁迫机制 1．(课标变化题)光胁迫是指植物吸收过剩光能不能及时耗散而对光合系统造成的光抑制或光破坏。为减少或避免光胁迫，植物进化出了叶黄素循环(XC)和D1周转的光保护机制。用DTT(XC抑制剂)和SM(D1周转抑制剂)处理毛竹叶片，分析叶片叶绿素荧光参数的变化，探讨XC和D1周转在光保护中的作用。相关实验数据如图所示，叶绿素荧光参数(Fv/Fm)表示PSⅡ(光反应阶段的PSⅡ复合体)的最大光化学效率，与光合色素对光能的转化效率呈正相关。 (1)PSⅡ分布在叶绿体的________________上，能协助将吸收的光能储存在____________(填物质)中。 (2)据图1分析，短期的强光可能并未对毛竹叶片光合系统造成严重损伤，依据是__________________。 (3)据图2分析，图3实验中光照胁迫采用1200 μmol·m-2·s-1光照强度的原因是______________________。图3实验中自变量是____________________，该实验表明在毛竹叶片光抑制现象中，______________(填“D1周转”或“XC”)起主要保护作用。 [点睛]　本题契合2025课标修订内容强调运用已有的生物学知识、证据和逻辑对社会性科学议题进行思考或展开论证。 解析：(1)PSⅡ是光合作用光反应阶段的关键复合物，能协助将吸收的光能储存在ATP和NADPH中。光反应发生的场所是叶绿体的类囊体薄膜。(2)逆推依据：短期的强光可能并未对毛竹叶片光合系统造成严重损伤(结论)←短期的强光Fv/Fm未大幅下降，或下降后能迅速恢复←从图1可以看出，一段时间强光胁迫后Fv/Fm下降，但在弱光阶段能够较快恢复到接近正常的水平，说明短期的强光对叶片光合系统造成的损伤是可逆的。(3)本实验的目的是探讨XC和D1周转在光保护中的作用，故需要构建光抑制响应模型，从图2可以看出，1200 μmol·m-2·s-1光照强度既能引起明显的光抑制现象，又不会对光合系统造成不可逆损伤，适合作为实验条件。根据图3标注可知，图3实验的自变量是光照强度(0 μmol·m-2·s-1和1200 μmol·m-2·s-1)和添加物质。从图3实验结果可以看出，相较1200 μmol·m-2·s-1＋DTT(抑制XC)组，1200 μmol·m-2·s-1＋SM(抑制D1周转)组的Fv/Fm在光照胁迫和弱光恢复时与对照组的差别均较大，说明D1周转对光抑制的保护作用更关键。 答案：(1)类囊体(薄)膜　ATP和NADPH　 (2)强光胁迫后叶片的叶绿素荧光参数(Fv/Fm)在弱光恢复阶段(光强减弱后或14：00～18：00)能够较快恢复到接近正常水平　(3)1200 μmol·m-2·s-1光照强度既能引起明显的光抑制现象，又不会造成不可逆损伤(或弱光处理能恢复)，适合作为实验条件　光照强度和添加物质(抑制剂种类)　D1周转 2．(2026·山东济南模拟)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题： (1)发生渍害时，油菜地下根部细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵，该过程中乙醇脱氢酶可促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使____________得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越____________(填“耐渍害”或“不耐渍害”)。 (2)以不同耐渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见表。 光合 速率 蒸腾 速率 气孔 导度 胞间CO2 浓度 叶绿素 含量 光合速率 1 蒸腾速率 0.95 1 气孔导度 0.99 0.94 1 胞间CO2 浓度 －0.99 －0.98 －0.99 1 叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 －0.93 1 注：表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度，当|r|越接近1时相关越密切，越接近0时相关越不密切。 据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是______________。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈____________趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由________________(填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致，理由是_____________。 (3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内____________(激素)大量积累，诱导气孔关闭，调查相关反应，防止有害物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过______________，将自身某些薄壁组织转化为腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。 解析：(1)葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH的过程需要NAD＋参与，故NAD＋再生有利于葡萄糖分解(糖酵解)。在渍害条件下，油菜地下根部因长期缺氧，有氧呼吸减弱，为了维持供能，必须通过无氧呼吸补充，且乙醇脱氢酶活性越高的品种，越利于糖酵解的进行，因此渍害条件下该酶活性越高的品种越耐渍害。(2)根据注释，表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度，r为正数时，两指标同向变化，即两者呈正相关，r为负数时，两者呈负相关。叶绿素含量与胞间CO2浓度的r为－0.93，即两者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的r为0.95，即两者呈正相关，因此在渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率也呈下降趋势。根据表格数据，胞间CO2浓度与光合速率及气孔导度的r均为－0.99，即均呈负相关，说明虽然气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，此时光合速率下降主要由固定CO2的酶活性降低等非气孔限制因素导致。(3)脱落酸具有诱导气孔关闭的作用，因此受渍害胁迫时，植物体内脱落酸会大量积累，诱导气孔关闭。根据题干“将自身某些薄壁组织转化为腔隙，形成通气组织”可推测，有些植物根系细胞通过细胞凋亡使某些薄壁组织转化为腔隙。 答案：(1)葡萄糖分解(糖酵解)　耐渍害　(2)胞间CO2浓度　下降　非气孔限制因素　胞间CO2浓度与光合速率(或气孔导度)呈负相关　(3)脱落酸　细胞凋亡 二、气孔问题 (2024·湖北卷，21)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。 回答下列问题： (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞____________(填“吸水”或“失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合速率____________(填“增大”“不变”或“减小”)。 (2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物____________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。 (3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是__________________________。 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是____________(填“ht1”或“rhc1”)。 解析：(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的渗透压降低，保卫细胞失水，引起气孔关闭。气孔关闭后，叶肉细胞CO2吸收减少，植物光合速率减小。(2)r是rhc1基因功能缺失突变体，即缺少rhc1基因产物，wt能正常表达rhc1基因产物。分析图2，高浓度CO2时，wt组气孔开放度低于r组，说明高浓度CO2时rhc1基因产物能促进气孔关闭。(3)由图1可知，短暂干旱条件下，植物体内脱落酸含量升高，促进气孔关闭，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱条件下生存。(4)正常浓度CO2时， ①②组对照，③④组对照，共同说明在正常CO2条件下，有ht1基因时，气孔开放，没有ht1基因时，气孔关闭；说明：ht1基因的功能是促进气孔开放。 高浓度CO2时， ③④组对照：ht1基因能促进气孔开放且无需rhc1基因存在，②④组对照：无ht1基因时，无论有无rhc1基因，气孔均关闭。 以上综合说明：ht1基因调控气孔开放且位于rhc1基因调控的下游，因此ht1基因对应蛋白乙，rhc1基因对应蛋白甲。其调控关系为：高浓度CO2气孔关闭。 答案：(1)失水　减小　(2)促进　(3)脱落酸含量升高可促进气孔关闭，从而减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱环境中生存　(4)rhc1 1．气孔结构与功能 (1)组成：大多数陆生植物的气孔由两个保卫细胞(含有叶绿体)和它们之间的开口共同组成。 (2)气体交换的门户：通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气等。 2．调节气孔开闭的因素 (1)光：植物气孔一般是按昼夜节律开闭：白天打开气孔进行光合作用，晚上通过关闭气孔来减少水分损失。 (2)CO2浓度：CO2浓度低时气孔开启。 (3)含水量：干旱或蒸腾作用过强失水多时气孔关闭。 (4)植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。 3．气孔因素与非气孔因素 (1)气孔限制主要是指由于气孔关闭导致二氧化碳进入叶片的速率下降，从而限制了光合作用的进行。这种现象通常发生在植物面对水分胁迫或其他环境压力时，如高温或干旱，植物会调节气孔的开合程度以减少水分蒸腾，但这同时也限制了CO2的摄取。 (2)非气孔限制则涉及到除了气孔开度之外的其他因素，这些因素可能包括叶绿体活性的降低、光合酶活性的降低、叶绿素含量的减少或光合底物供应不足等。 (3)在研究中，可以通过测量气孔导度、叶片光合速率、叶绿素含量和光合酶活性等指标来分析气孔和非气孔限制的影响。此外，通过调控环境因素和植物基因表达来研究这些因素对光合作用的影响。 (4)在水分胁迫下，植物叶片光合作用的气孔和非气孔限制是影响植物正常生长的重要因素。判别水分胁迫下气孔与非气孔限制的有效方法对于理解植物对环境变化的响应和适应机制具有重要意义。 3．(2026·河北唐山模拟)干旱对植物光合作用的抑制包括气孔限制和非气孔限制，前者是指干旱使气孔开放数减少，从而使光合速率下降；后者指干旱使光合结构遭到破坏或活性下降，此时胞间CO2浓度并不亏缺。科研工作者探究干旱对某植物光合作用的气孔限制和非气孔限制的实验结果如图所示。CK为对照组(土壤含水量75%～80%)，W1为轻度干旱组(土壤含水量60%～65%)，W2为中度干旱组(土壤含水量50%～55%)，W3为重度干旱组(土壤含水量35%～40%)。 (1)相比于对照组，在轻度干旱条件下，植物的净光合速率____________，气孔导度下降主要影响光合作用的____________阶段。 (2)相比于对照组，在中度干旱条件下，植物的净光合速率下降，同时伴随着__________________大幅下降和______________大幅下降，这表明净光合速率下降主要是气孔限制因素作用所致。浇水可解除干旱胁迫，请用文字和箭头形式说明给植物浇H218O形成C6H1218O6的过程中18O的转移途径：______________________。 (3)在重度干旱条件下，植物胞间CO2浓度和净光合速率的变化____________(填“相同”或“相反”)。研究者分析其净光合速率大幅下降主要是非气孔因素所致，其判断的理由是________________，请你分析植物在重度干旱条件下，生理方面的变化：①水分亏缺导致________________被破坏，从而直接影响光反应；②干旱胁迫导致将CO2固定、合成____________的一系列酶活性减弱；③光合产物的输出变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了光合作用继续进行。 解析：(1)从图1可知，W1组的净光合速率低于CK组，据此可知，在轻度干旱条件下，植物的净光合速率下降，由图2中W1组和CK组对比可知，轻度干旱使气孔导度下降，使得CO2进入细胞减少，因此主要影响光合作用的暗反应阶段。(2)气孔导度下降使胞间CO2浓度降低；植物自身的光合结构遭到破坏或活性降低(如叶绿素含量下降)使胞间CO2浓度升高。当两种因素同时存在时，胞间CO2浓度变化的方向依赖于占优势的因素，因此可根据胞间CO2浓度变化的方向来判断哪个因素占优势。从图1可知，W2组和CK组对比胞间CO2浓度大幅下降，从图2可知，W2组和CK组对比叶绿素含量下降不明显，而气孔导度大幅下降，综合分析，中度干旱条件下植物净光合速率下降伴随的是胞间CO2浓度大幅下降和气孔导度大幅下降，表明该条件下，净光合速率下降主要是气孔限制因素所致。给植物浇H218O，通过光合作用形成C6 H1218O6的过程中，H218O先参与有氧呼吸的第二阶段，产生C18O2，然后在光合作用的暗反应中C18O2被固定，最终形成糖类，18O的转移途径：H218OC6H1218O 6。(3)在重度干旱条件下，植物胞间CO2浓度升高，净光合速率下降，两者的变化相反。净光合速率大幅下降主要是非气孔因素所致，判断的理由是虽然图2中气孔导度下降，但是图1中胞间CO2浓度升高，且图2中叶绿素含量下降，说明植物自身光合作用需要的CO2少于该条件下可为暗反应提供的CO2浓度。植物在重度干旱条件下，生理方面的变化有：水分亏缺导致类囊体薄膜被破坏，从而直接影响光反应；干旱胁迫导致将CO2固定、合成C3的一系列酶活性减弱；光合产物的输出变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了光合作用继续进行。 答案：(1)下降　暗反应　(2)胞间CO2浓度　气孔导度　H218OC18O2 C6H1218O6　(3)相反　虽然气孔导度下降，但是胞间CO2浓度升高，且叶绿素含量下降，说明植物自身光合作用利用的CO2少于该条件下可为暗反应提供的CO2浓度　类囊体薄膜　C3 学科网（北京）股份有限公司 $