第09讲 光合作用（专项训练）（1图4核心9易错+3层精练）（广东专用） 2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以考情定向为引领，通过核心概念串联、易错点精准突破及分层训练，构建“原理-实验-应用”三维备考体系，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情·精准定向|5年真题统计|考情分析+高频情境归纳法|新课标要求→考题统计→备考策略| |五大核心·主干速记|4大核心+1图串联|一图串联法+核心概念口诀|色素/结构→光暗反应→影响因素→应用| |九大易错·逐点击破|9类易错点|对比辨析+实验误差分析法|实验操作→概念混淆→计算/曲线易错| |分层专练·靶向攻关|基础/情境/压轴题|图表分析+实验设计建模法|基础题（单选）→情境题（综合）→真题（压轴）|

第09讲 光合作用 第一部分 五年考情·精准定向 广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 五大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心01 捕获光能的色素和结构 核心02 光合作用的原理 核心03 探究环境因素对光合作用强度的影响 核心04 影响光合作用的因素及其应用 第三部分 九大易错·逐点击破 易错01 绿叶色素提取分离实验全套操作易错 易错02 光合色素吸收光、分布常见误区 易错03 光反应与暗反应场所、物质混淆 易错04 同位素示踪元素转移易错 易错05 NADPH、ATP功能与类囊体质子梯度易错 易错06 总 光合/净光合/呼吸光合速率计算区分 易错07 补偿点、饱和点移动规律判断 易错08 叶圆片光合探究实验易错点 易错09 密闭昼夜曲线、农业应用易错 第四部分 分层专练·靶向攻关 一年模拟·基础题（全国视野，单选） 两年重难·情境题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 广东考情概览 新课标要求 考题统计 1. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 3. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2025・广东・光反应、暗反应的物质变化和能量变化；影响光合作用的因素 2024・广东・绿叶中色素的提取和分离实验；光反应、暗反应的物质变化和能量变化 2023・广东・光合色素的种类、含量；影响光合作用的因素 2022・广东・光合作用的原理和应用；影响光合作用的因素 2021・广东・影响光合作用的因素 高频考点情境 1.考查频次：近 5 年广东高考对 “光合作用” 每年必考，单选、实验综合大题均会涉及；色素相关基础知识点常单独出选择题，环境因素影响光合、光合综合探究多作为大题核心素材，是代谢模块核心高频考点。 2.考查要点：考查内容聚焦叶绿体光合色素提取与分离实验操作、色素种类及吸收光谱；光反应、暗反应的场所、物质与能量转化；光照、CO2、温度等环境因素对光合速率的影响及曲线分析；光合作用原理在农业、生态领域的实际应用。广东卷侧重结合作物突变体、水体沉水植物等陌生情境，依托图表数据分析光合代谢规律。 3.命题情境：试题多以农作物栽培增产、湖泊生态修复、不同光质培育植物、叶片色素对比实验为命题背景，落实生命观念中的物质与能量观、结构与功能观，依托折线图、柱状图分析光能捕获与CO2固定的完整代谢逻辑。 高效备考策略 1.抓牢核心概念：必背：光合色素、纸层析法、光反应、暗反应、净光合速率、总光合速率、光补偿点、光饱和点、Rubisco 酶。 2.构建知识网络：以“叶绿体与光合色素→光、暗反应代谢过程→环境因子调控光合速率→光合生产应用→光合探究实验”为主线，梳理色素提取分离全套操作要点，对比光、暗反应中 ATP、NADPH、C3、C5的循环转化关系。 3.联系实际应用：结合农田合理密植、大棚增施 CO2理解增产原理；依托黄叶、绿叶叶片层析实验区分色素含量差异；利用沉水植物净化富营养化水体理解光合在生态修复中的作用。 4.强化题型方法： 概念辨析题：区分易混点：叶绿素与类胡萝卜素吸收光谱、净光合与总光合、光反应与暗反应场所、C3与 C5循环变化。 曲线图表分析题：根据光照、CO2浓度光合曲线，判断光补偿点、光饱和点移动，对比不同植株光合能力 差异。 实验分析题：熟练掌握色素提取分离试剂作用、操作误差分析；能完整分析光合探究实验变量、完善实验设计并推导实验结论。 5.紧扣命题趋势：紧扣农业提质增产、淡水生态治理、光信号调控植物生长等热点，常搭配多组图表设置综合大题，侧重陌生作物、水生生物情境下光合规律推导与拓展实验设计，贴合广东高考重实验、重图表分析的命题特点。 一图串联 核心梳理 核心01 捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素提取与分离实验 （1）实验原理 ①提取：光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂； ②分离（纸层析法）：不同色素在层析液溶解度不同，溶解度越高扩散速度越快。 （2）试剂与材料作用 二氧化硅：研磨充分；碳酸钙：保护叶绿素不被破坏；无水乙醇：溶解提取色素。 （3）标准操作流程 取材新鲜绿叶→剪碎加试剂研磨→单层尼龙布过滤→干燥滤纸剪角→重复画滤液细线（晾干再画）→层析液不接触细线、加盖密封层析。 （4）滤纸条色素带（自上而下） 2.光合色素吸收光谱 叶绿素（a、b）主要吸收红光、蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；植物光合作用利用可见光区域。 3.叶绿体结构与功能 （1）分层结构：双层外内膜；内部堆叠类囊体形成基粒，类囊体薄膜分布色素、光反应相关酶；叶绿体基质含暗反应全套酶。 （2）功能分区：类囊体薄膜 = 光反应场所；叶绿体基质 = 暗反应场所。 （3）恩格尔曼实验结论：叶绿体是光合场所，光合释放氧气；光合集中在红光、蓝紫光照射区域。 核心02 光合作用的原理 1.光合作用总概念与总反应式 绿色植物利用光能，叶绿体中把CO2、H2O合成储存能量有机物，释放O2； 总反应式： 2.光合探究经典实验结论 （1）希尔：离体叶绿体光照可分解水释放O2； （2）鲁宾、卡门：同位素标记证明光合氧气全部来自H2； （3）卡尔文：14C标记追踪碳路径： 3.光反应与暗反应完整对比： 4.化能合成作用 利用无机物氧化释放化学能固定CO₂合成有机物（如硝化细菌），无需光能，区别于光合作用。 核心03 探究环境因素对光合作用强度的影响 叶圆片上浮实验（光照强度变量） 1.原理：光合产O2＞呼吸耗O2，细胞间隙充气，叶片浮力增大上浮。 2.变量设置 ①自变量：光源距离控制光照强弱； ②因变量：相同时间叶圆上浮数量； ③无关变量：叶片大小、NaHCO3（CO2）浓度、温度统一。 3.操作步骤 打孔避叶脉→注射器抽除叶片内部气体→黑暗沉水→分组置于强弱光照下计时观察。 4.拓展变量改造 更换不同浓度 NaHCO₃溶液可探究 CO₂影响；水浴控温可探究温度影响。 5.实验通用对照逻辑：相互对照，各组仅自变量不同。 核心04 影响光合作用的因素及其应用 1.内部影响因素 植物类型：阳生植物光饱和 / 补偿点更高；阴生植物适配弱光； 叶龄：幼叶色素酶少光合弱，成熟叶最强，衰老叶下降； 叶面积指数：适度密植提升总光合，过大会下层叶片遮光、呼吸消耗剧增。 2.外部环境因素（曲线基础定义） （1）光照强度 光补偿点：光合速率=呼吸速率； 光饱和点：光照再增强光合不再上升； 总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。 （2）CO2浓度：存在 CO2补偿、饱和点，原料不足限制暗反应。 （3）温度：影响光合、呼吸酶活性，二者最适温度不同。 3.农业生产配套应用 调控措施 原理 适用场景 大棚增施有机肥 / 干冰 提高棚内 CO2浓度，提升暗反应速率 温室果蔬栽培 合理密植、间作套种 充分利用光能，优化叶面积指数 大田粮食、果蔬种植 昼夜温差调控 白天升温促光合，夜间降温降低呼吸消耗有机物 大棚瓜果增产 夏季正午适度遮阴 避免强光抑制、减少气孔关闭午休现象 露天蔬菜、果树 增镁施肥 合成叶绿素，提升捕获光能能力 缺镁地块作物 易错01 绿叶色素提取分离实验全套操作易错 1. 研磨试剂作用：无水乙醇溶色素；SiO2充分研磨；CaCO3只保护叶绿素，不保护类胡萝卜素。 2. 严禁烘干叶片，高温分解叶绿素；过滤只用单层尼龙布，滤纸吸附色素。 3. 层析关键：滤液细线不能浸入层析液，色素会溶解消失；画线需风干再重复。 4. 扩散速度：溶解度越高跑得越快，滤纸条由上至下：胡萝卜素→叶黄素→叶绿素a→叶绿素b。 →口诀：胡黄ab 易错02 光合色素吸收光、分布常见误区 1. 叶绿素主要吸收红光+蓝紫光，类胡萝卜素仅大量吸收蓝紫光；绿光几乎不吸收，叶片反射显绿色。 2. 大棚薄膜选择无色透明；红色/蓝紫薄膜会阻挡部分可见光，降低光合效率。 3. 液泡花青素水溶性，纸层析有机溶剂无法提取，不参与光合作用。 4. 黑暗培育幼苗无法合成叶绿素，只能吸收光信号（光敏色素）。 易错03 光反应与暗反应场所、物质混淆 1. 光反应：类囊体薄膜，水光解生成 O、ATP、NADPH；暗反应：叶绿体基质，CO2固定、C3还原。 →核心高频错：叶绿体产生 ATP只供给暗反应，不会运出叶绿体供细胞呼吸；O2不参与暗反应。 2. 暗反应关键酶 Rubisco分布在叶绿体基质，催化 C5与CO2结合生成C3。 3. 无光条件下，光反应停止，ATP、NADPH 耗尽后暗反应立刻停止。 易错04 同位素示踪元素转移易错 1. 鲁宾-卡门实验：光合作用氧气全部来自 H2O，不是CO2。 2. 18O2路径：有氧生成 H218O→有氧第二阶段生成C18O2→进入光合合成有机物。 3. 卡尔文循环碳路径：14CO2→14C3→(14CH2O)。 4. 稳定同位素18O无放射性，可用于示踪，不能用放射性检测。 易错05 NADPH、ATP功能与类囊体质子梯度易错 1. NADPH：兼具还原剂+供能，和呼吸NADH不可等同。 2. 类囊体膜两侧 H+浓度差是合成 ATP 的直接动力，依靠 ATP 合酶转运 H+。 3. 电子传递链可把 H+泵入类囊体腔，水的光解也会提升腔内 H+浓度。 4. 暗反应消耗 ATP、NADPH，再生 ADP、Pi、NADP + 供给光反应。 易错06 总 光合/净光合/呼吸光合速率计算区分 1. 总光合速率 = 净光合速率 + 细胞呼吸速率。 2. 净光合指标：光照下O2释放、CO2吸收； 3. 总光合指标：O2总产生、CO2总固定。 4. 呼吸指标：黑暗条件测得CO2释放/O2消耗只代表呼吸，无光合。 5. 离体叶绿体无呼吸，光照下测得CO2吸收直接等于总光合。 易错07 补偿点、饱和点移动规律判断 1. 光/CO2补偿点右移：缺镁、呼吸增强、光照不足；饱和点左移。 2. 光/CO2补偿点左移：增施镁肥、提高CO2、光照充足；饱和点右上移。 3. 阴生植物光补偿点、光饱和点均低于阳生植物。 易错08 叶圆片光合探究实验易错点 1. 叶片上浮原理：光合产O2量＞呼吸耗O2，间隙充气浮力上升。 2. 实验预处理：注射器抽走叶肉原有气体，黑暗下沉。 3. 白炽灯光源需加水隔温，温度升高会干扰光合酶活性。 4. NaHCO3为装置提供 CO2，浓度过高细胞失水抑制光合。 5. 上浮快慢只代表净光合速率，无法直接得出总光合。 易错09 密闭昼夜曲线、农业应用易错 1. 密闭容器CO2曲线最高点、最低点=光合速率=呼吸速率；日落前CO2最低点，有机物积累最多。 2. 午休现象：高温气孔关闭，CO2供应不足，光合速率短暂下降。 3. 增产措施：通风增CO2、温室昼夜拉大温差、合理密、摘除底层老黄叶。 4. 脱落酸促进气孔关闭，降低胞间CO2，光合速率下降。 一年模拟·基础题 亮点预览：菠菜纳米类囊体修复肿瘤细胞前沿科研情境（T4）；区分光合定性、定量实验设计逻辑（T5）；磁性螺旋藻靶向肿瘤放疗新情境（T9）；CO2调控气孔蛋白磷酸化信号通路（T12）；细胞学说、光合同位素标记科学史辨析（T14）。 一、单选题 1.【实验试剂辨析・PCR 与电泳缓冲液作用】（2026·江苏·一模）缓冲液是生物学实验中的常用试剂。下列相关叙述错误的是（　　） A．探究温度影响酶活性的实验中，缓冲液用于维持pH相对稳定 B．探究环境因素对光合作用强度影响的实验中，缓冲液可维持CO2供应 C．利用PCR扩增目的基因的实验中，缓冲液中添加Mg2+以激活DNA聚合酶 D．DNA片段的电泳鉴定实验中，缓冲液中添加核酸染料使DNA分子显色 2.【农业光合・大棚温光水肥调控】（2026·江苏南通·一模）在塑料大棚中种植西瓜时，相关处理措施及其目的叙述错误的是（　　） A．注意合理密植，有利于提高西瓜品质和产量 B．白天适当提高温度，有利于提高光合速率、降低呼吸速率 C．摘除多余蔓枝，减少枝叶徒长，有利于养分供给果实 D．花期人工辅助授粉，有利于提高坐果率 3.【实验材料・洋葱不同组织实验用途】（2026·江苏·一模）洋葱的管状叶、鳞片叶和根常用于生物学实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．洋葱管状叶表皮细胞不能作为观察细胞质流动的实验材料 B．直接用高倍镜不易找到呈正方形的洋葱根尖分生区细胞 C．可用无水乙醇代替层析液用于分离洋葱管状叶的光合色素 D．用蔗糖溶液处理鳞片叶内表皮细胞后其液泡颜色由浅变深 4.【科研新情境・人工类囊体修复软骨】（2025·广西南宁·一模）骨关节炎是一种因物质代谢异常导致能量失衡引起的骨细胞衰变疾病。为了治疗这种疾病，我国某研究团队提出了一个“颠覆式”方案，具体过程如图所示。用该方法治疗时，对患者的膝关节进行光照，发现细胞内的合成代谢得到改善，软骨退化减慢，细胞活力恢复。下列叙述错误的是（    ） A．软骨细胞中的线粒体是有氧呼吸的主要场所 B．CM-NTUs进入软骨细胞体现了生物膜的流动性 C．经光照后，CM-NTUs可相继发生光反应和暗反应 D．适当延长光照时间可提高治疗效果 5.【实验方法・光合定性定量实验区分】（2025·山东·一模）生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系。后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是（　　） A．“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析不同光照强度下的光合作用速率 B．“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用CO2吸收量作为观测指标 C．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件 D．“光合作用的探究历程”中的实验主要是定量分析，以探究光合作用的条件、原料和产物等 6.【细胞器・微体功能辨析】（2025·山东·一模）微体是由单层膜构成的细胞器，包括过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体含有丰富的酶类，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。乙醛酸循环体是一种植物细胞器，在发芽的种子能进行光合作用前存在，将脂肪转化为糖来提供能量。下列说法错误的是（　　） A．黑暗环境中的植物细胞也能产生氧气 B．油料作物种子萌发时，乙醛酸循环体比较活跃 C．黑暗环境中油料作物种子萌发过程中，干重一定下降 D．肝脏是重要的解毒器官，推测肝脏细胞中富含过氧化物酶体 7.【图表分析・海水稻盐胁迫生理】（2025·福建漳州·一模）科研人员对盐胁迫下某品种海水稻的抗盐机理及生长变化进行研究。图1表示高盐胁迫条件下海水稻叶肉细胞内的相关数据；图2表示不同浓度NaCl培养液下海水稻根尖细胞内的相关数据（以150mmol/LNaCl溶液浓度为界分为低盐和高盐胁迫）。下列相关叙述错误的是（　　） A．第15天之前胞间CO2浓度下降可能与叶肉细胞吸收CO2增多有关 B．第15天之后胞间CO2浓度上升主要受限于光反应产生的NADPH和ATP不足 C．低盐胁迫时，根尖细胞主要通过提高细胞内可溶性糖的浓度以适应盐胁迫 D．种植海水稻适时排水可改善氧气供应，促进根系呼吸作用以利于吸收无机盐 8.【光合色素・原核真核色素差异】（2025·山东济南·一模）下列关于光合色素的说法正确的是（    ） A．与油菜相比，发菜中不仅含有叶绿素，还含有藻蓝素 B．光合色素仅能感受可见光，参与光合作用的调节过程 C．缺Mg会影响绿色植物的光合作用，使其光补偿点和光饱和点均变大 D．叶绿素b的分子量大于叶绿素a是其在纸层析后的滤纸条上更接近滤液细线的直接原因 9.【原核光合・螺旋藻肿瘤放疗应用】（2025·山东青岛·一模）我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，使磁性螺旋藻（MSP）能在外部磁场控制下，靶向运动至癌变部位，促进癌细胞的放疗，治疗机制如图所示。已知肿瘤组织内部的缺氧环境可以减少含氧自由基的生成。下列说法正确的是（    ） A．螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物，但不存在DNA-蛋白质复合物 B．外界提供磁场、放射线、激光的条件后，MSP就能充分发挥作用 C．过程①利用MSP叶绿体释放的O2改善肿瘤组织内部的缺氧环境 D．过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜 10.【曲线分析・植物激素缓解重金属胁迫】（2025·湖北武汉·一模）某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR和TS303对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响，结果如下图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上，标注的不同字母表示实验结果间存在显著差异。下列分析正确的是（    ） 注:CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并 Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。 A．Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响 B．Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复到正常 C．Al 胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均使净光合速率恢复到正常 D．EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫,且EBR效果优于TS303 11.【实验设计・银边天竺葵对照逻辑】（2025·湖北武汉·一模）将银边天竺葵的叶片分为如下图所示的以XX⑦四个区域,再将叶片置于适宜光照条件下48小时。若要验证光照和叶绿素是植物进行光合作用合成淀粉的必要条件,可以不需要检测淀粉含量的区域是(不考虑实验过程中区域间有机物的转移) （    ） A．W区 B．X区 C．Y区 D．Z区 12.【信号通路・CO2 调控气孔开闭】（2025·山东菏泽·一模）低浓度CO2会促进蛋白激酶HTl磷酸化，并激活蛋白激酶CBCl，使气孔两侧的保卫细胞吸水膨胀，导致气孔开放。CO2浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/MPK12与HTl结合，抑制HTl的活性导致气孔关闭。下列说法错误的是（    ） A．HT1发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但HT1的空间结构会发生变化 B．被激活的CBCl可促进保卫细胞吸水膨胀，满足植物对CO2的需求 C．MPK4/MPK12与HT1结合，会导致植物的蒸腾作用强度降低 D．降低MPK4/MPK12基因的表达水平就会提高CO2的固定速率 13.【光合机制・强光光抑制与活性氧】（2025·重庆·一模）当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示（活性氧：ROS，一种自由基）。据此e铁氰化钾（吸收e-）分析，下列说法错误的是（　　） A．由图可知叶绿体膜是生成NADPH的场所 B．强光导致NADPH和电子累积可能是导致光抑制的原因 C．强光导致活性氧大量增多可能是导致光损伤的原因 D．适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制 14.【生物科学史・光合与细胞学说实验】（2025·福建厦门·一模）从细胞学说的提出到细胞代谢的探索历程，许多科学家做出了巨大贡献。下列叙述正确的是（　　） A．施莱登和施旺通过完全归纳法提出了细胞学说 B．罗伯特森在电镜下观察到细胞膜亮-暗-亮三层结构 C．鲁宾和卡门利用放射性同位素研究了氧气的来源 D．卡尔文用含有14C的CO2，来追踪光合作用中碳原子的转移途径 15.【实验误差・试剂浓度对结果影响】（2025·北京海淀·一模）下列实验结果偏差不是由于试剂浓度改变造成的是（    ） A．哺乳动物的红细胞在溶液中出现大量胀破—0.9%生理盐水 B．新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞不发生质壁分离—0.3g/mL蔗糖溶液 C．提取并分离菠菜叶中的光合色素，仅下端两条色素带浅—无水乙醇 D．胡萝卜愈伤组织仅生出根—0.2mg/L生长素、2mg/L细胞分裂素 两年重难·情境题 设题创新：依托绿硫细菌不产氧光合 H⁺梯度图示创设原核光合新情境（T1）；淡绿叶水稻天线色素群体光能分配图表探究（T10）；光抑制 D1 蛋白叶绿体基因分子机理（T12）；波动光照黄瓜光合多指标定量分析（T14）；TCP 转录因子调控叶绿素、气孔、生长素分子探究大题（T15）。 一、单选题 1.【原核光合・不产氧光合 H 梯度与 ATP 合成】（2026·福建福州·一模）绿色硫细菌（厌氧菌）因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图所示。下列说法错误的是（     ） A．绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B．ATP合酶利用H+浓度差合成ATP，H+浓度差的形成只是因为高能电子提供能量导致H+跨膜运输 C．绿硫细菌的光合片层的功能类似类囊体 D．绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 2.【实验辨析・高中经典实验试剂与器材】（2026·广东东莞·一模）下列关于高中生物教材经典实验的叙述，错误的是（    ） A．检测生物组织中的还原糖和鉴定粗提取的DNA均需水浴加热 B．提取绿叶中的光合色素和固定土壤中小动物标本均需要用到酒精 C．观察根尖细胞有丝分裂和低温诱导染色体加倍均需要进行染色 D．观察细胞质的流动和植物细胞的质壁分离均需借助高倍显微镜 3.【曲线分析・干旱胁迫气孔、光合与脱落酸】（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 4.【实验辨析・色素提取、有丝分裂操作正误】（2026·广东中山·一模）生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关实验操作正确的是（　　） A．葡萄糖溶液加入斐林试剂后即产生砖红色沉淀 B．利用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响 C．提取色素时，叶片充分研磨后应立即加入碳酸钙保护色素 D．制作有丝分裂装片时，剪取洋葱根尖后应立即放入解离液 5.【生态・植物性状与生物多样性价值】（2026·广东中山·一模）《金漳兰谱》中写道“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕”。下列分析错误的是（　　） A．“葺葺”描述了兰花的形态，反映其一定的生态位特征 B．“其叶青青，犹绿衣郎”，其中的色素主要存在于叶绿体 C．兰花种子萌发率低，可用叶片进行组织培养繁殖幼苗 D．《金漳兰谱》中的词句体现了生物多样性的间接价值 6.【农业生产・顶端优势、种间竞争应用】（2026·广东茂名·一模）某兴趣小组在校园劳动基地种植小番茄过程中，下列操作与对应的生物学原理匹配错误的是（    ） A．定期松土——增加土壤透气性，促进根的有氧呼吸 B．摘除顶芽——减少侧芽生长素合成，增加果枝数量 C．清除杂草——减弱种间竞争，保障光照、水分等供给 D．疏除过多幼果——减少果实间营养竞争，降低畸果率 7.【实验设计・碳酸钙保护叶绿素机制假说】（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 8.【光合暗反应・气孔关闭直接限制 CO₂固定】（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 二、解答题 9.【综合探究・桑树重金属砷生态修复】（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） 10.【光合新情境・淡绿叶水稻群体光能分配】（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）。 11.【基因调控・OsFT 影响光合、分蘖与脱落酸】（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。 12.【光合机制・D1 蛋白光抑制、叶绿体基因遗传】（2025·山东济南·一模）光系统复合物由蛋白质和光合色素组成，共同完成光能的转化作用，D1蛋白是其中的关键蛋白。当光照强度超过光系统复合物利用限度时会导致光合强度下降，即发生光抑制现象。下图为某高等植物叶绿体中光合作用过程及光抑制发生机理图，回答下列问题： (1)光系统复合物位于_______上，它受损的结果首先影响光合作用的_______阶段。据图推测，psbA基因的遗传_______（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔的遗传定律。 (2)一般情况下植物正常进行光合作用时，若气孔增大，其他条件均未发生变化，一段时间后C5的生成速率将_______，原因是________。 (3)当光抑制现象初始发生时，NADP⁺浓度会暂时_______。从生物工程角度分析，写出一个缓解光抑制现象的思路_______。 13.【实验探究・EBR 与菌根缓解高温胁迫】（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_____________。 14.【图表分析・波动光照对黄瓜光合的影响】（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。 15.【分子调控・TCP 转录因子调控光合与生长素】（2026·海南·一模）TCP转录因子家族在植物生长发育调控方面具有重要作用。为给培育高产番茄品种提供可利用的转育材料，研究人员利用野生型（AC）、过表达TCP24突变株（OE-TCP24）和敲除TCP24突变株（CR-TCP24）作为材料进行了相关研究，结果如图1所示。回答下列问题： (1)叶绿素是光合作用的核心色素，其作用是________光能，并将光能转化为光反应产物________中的能量。 (2)综合图1所示实验结果可知，TCP24转录因子可以________（填“提高”或“降低”）番茄植株叶片的光合速率，推测其作用机理是________。 (3)研究人员推测，TCP24通过促进IAA的合成进而影响植物叶片的生长和发育。研究人员构建了DR5：GUS转基因植物（DR5是IAA响应的启动子，GUS表达产物可以催化X-Gluc产生蓝色物质，DR5-GUS表达载体部分结构如图2所示），并将其分别与AC和OE-TCP24进行了杂交，获得了甲杂交系和乙杂交系，利用含X-Gluc的GUS染色试剂盒对这些杂交系植株相同部位的成熟小叶和幼叶进行了GUS染色实验，能支持上述推测的实验结果是________。 (4)IAA的合成有两种方式，分别为色氨酸依赖途径和非色氨酸依赖途径。为进一步揭示TCP24对番茄叶片调控的分子机制，研究人员进行了如表所示的实验，实验结果说明，TCP24通过影响________途径影响生长素的合成。 组别 实验材料 IAA含量 1 AC ++ 2 色氨酸合成酶缺失突变体 + 3 OE-TCP24 ++++ 4 色氨酸合成酶缺失突变体 + OE-TCP24 ++++ 注：“+”的数量越多表示IAA含量越高。 三年真题·压轴题 设题创新：大田植物光饱和/光补偿曲线深挖限制因素判断逻辑（T2）；核质双基因编码 Rubisco 综合大题，结合突变体光饱和点变化（T8）；光质、光敏色素调控气孔多通路综合探究（T11）；黄绿水稻突变体高低光光合差异图表分析（T12）；湖泊沉水植物光合与水质净化生态综合实验（T15）。 一、单选题 1．（2025·福建·高考真题）关于生物科学史中经典实验对应的实验设计，下列叙述错误的是（    ） 选项 经典实验 实验设计 A 恩格尔曼探究叶绿体的功能 选择水绵为实验材料、利用需氧细菌指示氧气释放的场所 B 艾弗里证明DNA是遗传物质 利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用 C 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制 选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术进行探究 D 毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与 破碎酵母菌细胞，获得不含细胞的提取液进行发酵 A．A B．B C．C D．D 2．（2025·西藏新疆·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 3．（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　　） A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA 4．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（    ） A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根 5．（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 6．（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 7．（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 二、解答题 8．（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 9．（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液（对照） 150 12 10 14 89 培养液+X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的________时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能________（填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________（填“甲”或“乙”或“丙”）。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是________。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是_________。 10．（2025·四川·高考真题）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200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·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_________。 11．（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：________。 12．（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________。    13．（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________________。 14．（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为___________，据图甲分析其原因是___________。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取___________叶片； ②分别制作等体积的___________悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加___________的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为___________。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒___________号的抗逆性更强。 15．（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______。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第09讲 光合作用 一年模拟·基础题 1.D 2.B 3.B 4.C 5.D 6.C 7.C 8.A 9.D 10.B 11.D 12.D 13.A 14.D 15.C 两年重难·情境题 一、单选题 1.B 2.D 3.B 4.D 5.D 6.B 7.B 8.C 二、解答题 9.(1) 转运蛋白 自然选择 (2) G62 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 10.(1)ATP、NADPH (2) 比值 约等于 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) 气孔关闭 穿过水稻冠层被下层叶片利用 (4)叶片小、颜色浅、透光率高 11.(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 - 12.(1) 叶绿体类囊体薄膜 光反应 不遵循 (2) 加快 气孔增大，为暗反应提供较多的CO2，暗反应速率加快，C3和C5的生成速率均将加快 (3) 增加 通过基因工程手段导入能分解超氧阴离子自由基O2-的酶的基因 13.(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) 叶绿素含量 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) HS+EBR+AMF 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 14.(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 15.(1) 吸收、传递 ATP、NADPH (2) 降低 TCP24转录因子通过降低叶绿素含量和气孔导度来降低光反应速率和暗反应速率，从而降低叶片的光合速率 (3)与甲杂交系植株相比，乙杂交系植株的叶片被染成蓝色的面积更大，颜色更深 (4)色氨酸依赖途径和非色氨酸依赖 三年真题·压轴题 一、单选题 1．B 2．C 3．D 4．D 5．D 6．D 7．D 二、解答题 8．(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 9．(1) 绿 类囊体/基粒 (2) 促进 丙 x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快 (3)脱落酸含量增加 10．(1) 无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH 红光 (2) ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II） 环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少 (3) 光照强度加倍/光强加倍 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 11．(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 12．(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。 13．(1) 高 遮荫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 14．(1) 下降 叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降 (2) 等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号 离体叶绿体 足量且等量 同一辣椒品种第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 (3)1 15．(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 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第09讲 光合作用 第一部分 五年考情·精准定向 广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 五大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心01 捕获光能的色素和结构 核心02 光合作用的原理 核心03 探究环境因素对光合作用强度的影响 核心04 影响光合作用的因素及其应用 第三部分 九大易错·逐点击破 易错01 绿叶色素提取分离实验全套操作易错 易错02 光合色素吸收光、分布常见误区 易错03 光反应与暗反应场所、物质混淆 易错04 同位素示踪元素转移易错 易错05 NADPH、ATP功能与类囊体质子梯度易错 易错06 总 光合/净光合/呼吸光合速率计算区分 易错07 补偿点、饱和点移动规律判断 易错08 叶圆片光合探究实验易错点 易错09 密闭昼夜曲线、农业应用易错 第四部分 分层专练·靶向攻关 一年模拟·基础题（全国视野，单选） 两年重难·情境题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 广东考情概览 新课标要求 考题统计 1. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 3. 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2025・广东・光反应、暗反应的物质变化和能量变化；影响光合作用的因素 2024・广东・绿叶中色素的提取和分离实验；光反应、暗反应的物质变化和能量变化 2023・广东・光合色素的种类、含量；影响光合作用的因素 2022・广东・光合作用的原理和应用；影响光合作用的因素 2021・广东・影响光合作用的因素 高频考点情境 1.考查频次：近 5 年广东高考对 “光合作用” 每年必考，单选、实验综合大题均会涉及；色素相关基础知识点常单独出选择题，环境因素影响光合、光合综合探究多作为大题核心素材，是代谢模块核心高频考点。 2.考查要点：考查内容聚焦叶绿体光合色素提取与分离实验操作、色素种类及吸收光谱；光反应、暗反应的场所、物质与能量转化；光照、CO2、温度等环境因素对光合速率的影响及曲线分析；光合作用原理在农业、生态领域的实际应用。广东卷侧重结合作物突变体、水体沉水植物等陌生情境，依托图表数据分析光合代谢规律。 3.命题情境：试题多以农作物栽培增产、湖泊生态修复、不同光质培育植物、叶片色素对比实验为命题背景，落实生命观念中的物质与能量观、结构与功能观，依托折线图、柱状图分析光能捕获与CO2固定的完整代谢逻辑。 高效备考策略 1.抓牢核心概念：必背：光合色素、纸层析法、光反应、暗反应、净光合速率、总光合速率、光补偿点、光饱和点、Rubisco 酶。 2.构建知识网络：以“叶绿体与光合色素→光、暗反应代谢过程→环境因子调控光合速率→光合生产应用→光合探究实验”为主线，梳理色素提取分离全套操作要点，对比光、暗反应中 ATP、NADPH、C3、C5的循环转化关系。 3.联系实际应用：结合农田合理密植、大棚增施 CO2理解增产原理；依托黄叶、绿叶叶片层析实验区分色素含量差异；利用沉水植物净化富营养化水体理解光合在生态修复中的作用。 4.强化题型方法： 概念辨析题：区分易混点：叶绿素与类胡萝卜素吸收光谱、净光合与总光合、光反应与暗反应场所、C3与 C5循环变化。 曲线图表分析题：根据光照、CO2浓度光合曲线，判断光补偿点、光饱和点移动，对比不同植株光合能力 差异。 实验分析题：熟练掌握色素提取分离试剂作用、操作误差分析；能完整分析光合探究实验变量、完善实验设计并推导实验结论。 5.紧扣命题趋势：紧扣农业提质增产、淡水生态治理、光信号调控植物生长等热点，常搭配多组图表设置综合大题，侧重陌生作物、水生生物情境下光合规律推导与拓展实验设计，贴合广东高考重实验、重图表分析的命题特点。 一图串联 核心梳理 核心01 捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素提取与分离实验 （1）实验原理 ①提取：光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂； ②分离（纸层析法）：不同色素在层析液溶解度不同，溶解度越高扩散速度越快。 （2）试剂与材料作用 二氧化硅：研磨充分；碳酸钙：保护叶绿素不被破坏；无水乙醇：溶解提取色素。 （3）标准操作流程 取材新鲜绿叶→剪碎加试剂研磨→单层尼龙布过滤→干燥滤纸剪角→重复画滤液细线（晾干再画）→层析液不接触细线、加盖密封层析。 （4）滤纸条色素带（自上而下） 2.光合色素吸收光谱 叶绿素（a、b）主要吸收红光、蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；植物光合作用利用可见光区域。 3.叶绿体结构与功能 （1）分层结构：双层外内膜；内部堆叠类囊体形成基粒，类囊体薄膜分布色素、光反应相关酶；叶绿体基质含暗反应全套酶。 （2）功能分区：类囊体薄膜 = 光反应场所；叶绿体基质 = 暗反应场所。 （3）恩格尔曼实验结论：叶绿体是光合场所，光合释放氧气；光合集中在红光、蓝紫光照射区域。 核心02 光合作用的原理 1.光合作用总概念与总反应式 绿色植物利用光能，叶绿体中把CO2、H2O合成储存能量有机物，释放O2； 总反应式： 2.光合探究经典实验结论 （1）希尔：离体叶绿体光照可分解水释放O2； （2）鲁宾、卡门：同位素标记证明光合氧气全部来自H2； （3）卡尔文：14C标记追踪碳路径： 3.光反应与暗反应完整对比： 4.化能合成作用 利用无机物氧化释放化学能固定CO₂合成有机物（如硝化细菌），无需光能，区别于光合作用。 核心03 探究环境因素对光合作用强度的影响 叶圆片上浮实验（光照强度变量） 1.原理：光合产O2＞呼吸耗O2，细胞间隙充气，叶片浮力增大上浮。 2.变量设置 ①自变量：光源距离控制光照强弱； ②因变量：相同时间叶圆上浮数量； ③无关变量：叶片大小、NaHCO3（CO2）浓度、温度统一。 3.操作步骤 打孔避叶脉→注射器抽除叶片内部气体→黑暗沉水→分组置于强弱光照下计时观察。 4.拓展变量改造 更换不同浓度 NaHCO₃溶液可探究 CO₂影响；水浴控温可探究温度影响。 5.实验通用对照逻辑：相互对照，各组仅自变量不同。 核心04 影响光合作用的因素及其应用 1.内部影响因素 植物类型：阳生植物光饱和 / 补偿点更高；阴生植物适配弱光； 叶龄：幼叶色素酶少光合弱，成熟叶最强，衰老叶下降； 叶面积指数：适度密植提升总光合，过大会下层叶片遮光、呼吸消耗剧增。 2.外部环境因素（曲线基础定义） （1）光照强度 光补偿点：光合速率=呼吸速率； 光饱和点：光照再增强光合不再上升； 总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。 （2）CO2浓度：存在 CO2补偿、饱和点，原料不足限制暗反应。 （3）温度：影响光合、呼吸酶活性，二者最适温度不同。 3.农业生产配套应用 调控措施 原理 适用场景 大棚增施有机肥 / 干冰 提高棚内 CO2浓度，提升暗反应速率 温室果蔬栽培 合理密植、间作套种 充分利用光能，优化叶面积指数 大田粮食、果蔬种植 昼夜温差调控 白天升温促光合，夜间降温降低呼吸消耗有机物 大棚瓜果增产 夏季正午适度遮阴 避免强光抑制、减少气孔关闭午休现象 露天蔬菜、果树 增镁施肥 合成叶绿素，提升捕获光能能力 缺镁地块作物 易错01 绿叶色素提取分离实验全套操作易错 1. 研磨试剂作用：无水乙醇溶色素；SiO2充分研磨；CaCO3只保护叶绿素，不保护类胡萝卜素。 2. 严禁烘干叶片，高温分解叶绿素；过滤只用单层尼龙布，滤纸吸附色素。 3. 层析关键：滤液细线不能浸入层析液，色素会溶解消失；画线需风干再重复。 4. 扩散速度：溶解度越高跑得越快，滤纸条由上至下：胡萝卜素→叶黄素→叶绿素a→叶绿素b。 →口诀：胡黄ab 易错02 光合色素吸收光、分布常见误区 1. 叶绿素主要吸收红光+蓝紫光，类胡萝卜素仅大量吸收蓝紫光；绿光几乎不吸收，叶片反射显绿色。 2. 大棚薄膜选择无色透明；红色/蓝紫薄膜会阻挡部分可见光，降低光合效率。 3. 液泡花青素水溶性，纸层析有机溶剂无法提取，不参与光合作用。 4. 黑暗培育幼苗无法合成叶绿素，只能吸收光信号（光敏色素）。 易错03 光反应与暗反应场所、物质混淆 1. 光反应：类囊体薄膜，水光解生成 O、ATP、NADPH；暗反应：叶绿体基质，CO2固定、C3还原。 →核心高频错：叶绿体产生 ATP只供给暗反应，不会运出叶绿体供细胞呼吸；O2不参与暗反应。 2. 暗反应关键酶 Rubisco分布在叶绿体基质，催化 C5与CO2结合生成C3。 3. 无光条件下，光反应停止，ATP、NADPH 耗尽后暗反应立刻停止。 易错04 同位素示踪元素转移易错 1. 鲁宾-卡门实验：光合作用氧气全部来自 H2O，不是CO2。 2. 18O2路径：有氧生成 H218O→有氧第二阶段生成C18O2→进入光合合成有机物。 3. 卡尔文循环碳路径：14CO2→14C3→(14CH2O)。 4. 稳定同位素18O无放射性，可用于示踪，不能用放射性检测。 易错05 NADPH、ATP功能与类囊体质子梯度易错 1. NADPH：兼具还原剂+供能，和呼吸NADH不可等同。 2. 类囊体膜两侧 H+浓度差是合成 ATP 的直接动力，依靠 ATP 合酶转运 H+。 3. 电子传递链可把 H+泵入类囊体腔，水的光解也会提升腔内 H+浓度。 4. 暗反应消耗 ATP、NADPH，再生 ADP、Pi、NADP + 供给光反应。 易错06 总 光合/净光合/呼吸光合速率计算区分 1. 总光合速率 = 净光合速率 + 细胞呼吸速率。 2. 净光合指标：光照下O2释放、CO2吸收； 3. 总光合指标：O2总产生、CO2总固定。 4. 呼吸指标：黑暗条件测得CO2释放/O2消耗只代表呼吸，无光合。 5. 离体叶绿体无呼吸，光照下测得CO2吸收直接等于总光合。 易错07 补偿点、饱和点移动规律判断 1. 光/CO2补偿点右移：缺镁、呼吸增强、光照不足；饱和点左移。 2. 光/CO2补偿点左移：增施镁肥、提高CO2、光照充足；饱和点右上移。 3. 阴生植物光补偿点、光饱和点均低于阳生植物。 易错08 叶圆片光合探究实验易错点 1. 叶片上浮原理：光合产O2量＞呼吸耗O2，间隙充气浮力上升。 2. 实验预处理：注射器抽走叶肉原有气体，黑暗下沉。 3. 白炽灯光源需加水隔温，温度升高会干扰光合酶活性。 4. NaHCO3为装置提供 CO2，浓度过高细胞失水抑制光合。 5. 上浮快慢只代表净光合速率，无法直接得出总光合。 易错09 密闭昼夜曲线、农业应用易错 1. 密闭容器CO2曲线最高点、最低点=光合速率=呼吸速率；日落前CO2最低点，有机物积累最多。 2. 午休现象：高温气孔关闭，CO2供应不足，光合速率短暂下降。 3. 增产措施：通风增CO2、温室昼夜拉大温差、合理密、摘除底层老黄叶。 4. 脱落酸促进气孔关闭，降低胞间CO2，光合速率下降。 一年模拟·基础题 亮点预览：菠菜纳米类囊体修复肿瘤细胞前沿科研情境（T4）；区分光合定性、定量实验设计逻辑（T5）；磁性螺旋藻靶向肿瘤放疗新情境（T9）；CO2调控气孔蛋白磷酸化信号通路（T12）；细胞学说、光合同位素标记科学史辨析（T14）。 一、单选题 1.【实验试剂辨析・PCR 与电泳缓冲液作用】（2026·江苏·一模）缓冲液是生物学实验中的常用试剂。下列相关叙述错误的是（　　） A．探究温度影响酶活性的实验中，缓冲液用于维持pH相对稳定 B．探究环境因素对光合作用强度影响的实验中，缓冲液可维持CO2供应 C．利用PCR扩增目的基因的实验中，缓冲液中添加Mg2+以激活DNA聚合酶 D．DNA片段的电泳鉴定实验中，缓冲液中添加核酸染料使DNA分子显色 【答案】D 【详解】A、探究温度对酶活性的影响实验中，温度为自变量，pH属于无关变量，使用缓冲液维持pH相对稳定可排除pH对酶活性的干扰，保证单一变量原则，A正确； B、探究环境因素对光合作用强度影响的实验中，常用NaHCO₃缓冲液，其可稳定提供CO₂，维持装置内CO₂浓度稳定，保证光合作用的碳源供应，B正确； C、PCR扩增实验的缓冲液中，Mg²⁺是热稳定DNA聚合酶（Taq酶）的激活剂，可维持DNA聚合酶的催化活性，保障PCR反应正常进行，C正确； D、DNA电泳鉴定实验中，核酸染料一般是在制备琼脂糖凝胶时添加，或电泳完成后对凝胶进行染色，不会添加到电泳缓冲液中，电泳缓冲液的作用是维持体系pH稳定、提供导电离子，D错误。 2.【农业光合・大棚温光水肥调控】（2026·江苏南通·一模）在塑料大棚中种植西瓜时，相关处理措施及其目的叙述错误的是（　　） A．注意合理密植，有利于提高西瓜品质和产量 B．白天适当提高温度，有利于提高光合速率、降低呼吸速率 C．摘除多余蔓枝，减少枝叶徒长，有利于养分供给果实 D．花期人工辅助授粉，有利于提高坐果率 【答案】B 【详解】A、合理密植可充分利用光照和空间资源，提高光能利用率，减少因过度遮荫导致的呼吸消耗，从而提升光合产物积累，提高品质和产量，A正确； B、白天适当升温可提高光合作用相关酶的活性，促进光反应与暗反应，提高光合速率；但温度升高会增强呼吸作用相关酶的活性，使呼吸速率上升而非降低（呼吸速率在适宜范围内随温度升高而加快），B错误； C、摘除多余蔓枝可减少营养器官（枝叶）对无机盐、水分及有机养分的竞争性消耗，使光合产物更多供给果实发育，C正确； D、人工辅助授粉可弥补大棚内传粉媒介（如昆虫）的不足，确保花粉落到柱头完成受精，形成种子并促进果实发育，提高坐果率，D正确； 故选B。 3.【实验材料・洋葱不同组织实验用途】（2026·江苏·一模）洋葱的管状叶、鳞片叶和根常用于生物学实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．洋葱管状叶表皮细胞不能作为观察细胞质流动的实验材料 B．直接用高倍镜不易找到呈正方形的洋葱根尖分生区细胞 C．可用无水乙醇代替层析液用于分离洋葱管状叶的光合色素 D．用蔗糖溶液处理鳞片叶内表皮细胞后其液泡颜色由浅变深 【答案】B 【详解】A、洋葱管状叶表皮细胞虽无叶绿体作为天然标志物，但可通过健那绿染色观察线粒体的运动，进而判断细胞质流动情况，并非不能作为观察细胞质流动的实验材料，A错误； B、高倍镜视野范围远小于低倍镜，观察洋葱根尖分生区细胞时需先在低倍镜下找到呈正方形、排列紧密的分生区细胞后再换高倍镜观察，直接使用高倍镜视野范围小，很难找到目标细胞，B正确； C、无水乙醇的作用是提取光合色素，分离光合色素需要利用不同色素在层析液中溶解度的差异实现，无水乙醇无法替代层析液起到分离色素的作用，C错误； D、洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡不含色素，本身为无色，用蔗糖溶液处理发生质壁分离时不会出现液泡颜色由浅变深的现象，通常选用紫色鳞片叶外表皮细胞观察质壁分离的颜色变化，D错误。 4.【科研新情境・人工类囊体修复软骨】（2025·广西南宁·一模）骨关节炎是一种因物质代谢异常导致能量失衡引起的骨细胞衰变疾病。为了治疗这种疾病，我国某研究团队提出了一个“颠覆式”方案，具体过程如图所示。用该方法治疗时，对患者的膝关节进行光照，发现细胞内的合成代谢得到改善，软骨退化减慢，细胞活力恢复。下列叙述错误的是（    ） A．软骨细胞中的线粒体是有氧呼吸的主要场所 B．CM-NTUs进入软骨细胞体现了生物膜的流动性 C．经光照后，CM-NTUs可相继发生光反应和暗反应 D．适当延长光照时间可提高治疗效果 【答案】C 【详解】A、线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所（有氧呼吸第二、三阶段在此进行），软骨细胞作为真核细胞，线粒体具备这一功能，A正确； B、从图示及过程推测，CM-NTUs 进入软骨细胞的方式为胞吞。胞吞过程中生物膜会发生融合、变形，体现了生物膜的流动性，B正确； C、暗反应和光反应属于光合作用过程，通常在含有叶绿体（如植物叶肉细胞）等具备光合作用结构的细胞中进行，软骨细胞无此结构，CM-NTUs 也不具备完整的光合作用体系，无法进行光反应和暗反应，C错误； D、对患者的膝关节进行光照，发现细胞内的合成代谢得到改善，软骨退化减慢，细胞活力恢复，故合理延长光照时间可提高治疗效果，D正确。 故选C。 5.【实验方法・光合定性定量实验区分】（2025·山东·一模）生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系。后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是（　　） A．“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析不同光照强度下的光合作用速率 B．“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用CO2吸收量作为观测指标 C．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件 D．“光合作用的探究历程”中的实验主要是定量分析，以探究光合作用的条件、原料和产物等 【答案】D 【详解】A、“探究光照强度对光合作用强度的影响”需测量不同光照强度下的具体光合速率（如单位时间O₂释放量或CO₂吸收量），属于定量分析，A正确； B、“探究环境因素对光合作用强度的影响”需通过CO₂吸收量等具体数值比较不同条件下的差异，属于定量分析，B正确； C、“探究光合作用的最适温度”需先通过预处理实验（设置较大温度梯度）初步确定最适温度范围，此过程需测量各温度下的光合速率，属于定量分析，C正确； D、“光合作用的探究历程”中实验（如萨克斯证明淀粉产生、鲁宾和卡门追踪O₂来源）主要验证条件、原料和产物，属于定性分析，而非定量分析，D错误。 故选D。 6.【细胞器・微体功能辨析】（2025·山东·一模）微体是由单层膜构成的细胞器，包括过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体含有丰富的酶类，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。乙醛酸循环体是一种植物细胞器，在发芽的种子能进行光合作用前存在，将脂肪转化为糖来提供能量。下列说法错误的是（　　） A．黑暗环境中的植物细胞也能产生氧气 B．油料作物种子萌发时，乙醛酸循环体比较活跃 C．黑暗环境中油料作物种子萌发过程中，干重一定下降 D．肝脏是重要的解毒器官，推测肝脏细胞中富含过氧化物酶体 【答案】C 【详解】A、过氧化物酶体中的氧化酶可催化某些反应生成过氧化氢，过氧化氢酶再将其分解为水和氧气，因此黑暗中的植物细胞仍可能产生氧气，A正确； B、油料种子萌发时，乙醛酸循环体将储存的脂肪转化为糖类供能，故此时乙醛酸循环体活跃，B正确； C、油料种子萌发时，脂肪转化为糖类需消耗氧，导致有机物总量增加（糖类氧含量高），但呼吸作用持续消耗有机物，最终干重下降，在转化阶段干重可能短暂上升，C错误； D、过氧化物酶体含过氧化氢酶等解毒酶，肝脏作为解毒器官，其细胞中富含过氧化物酶体，D正确。 故选C。 7.【图表分析・海水稻盐胁迫生理】（2025·福建漳州·一模）科研人员对盐胁迫下某品种海水稻的抗盐机理及生长变化进行研究。图1表示高盐胁迫条件下海水稻叶肉细胞内的相关数据；图2表示不同浓度NaCl培养液下海水稻根尖细胞内的相关数据（以150mmol/LNaCl溶液浓度为界分为低盐和高盐胁迫）。下列相关叙述错误的是（　　） A．第15天之前胞间CO2浓度下降可能与叶肉细胞吸收CO2增多有关 B．第15天之后胞间CO2浓度上升主要受限于光反应产生的NADPH和ATP不足 C．低盐胁迫时，根尖细胞主要通过提高细胞内可溶性糖的浓度以适应盐胁迫 D．种植海水稻适时排水可改善氧气供应，促进根系呼吸作用以利于吸收无机盐 【答案】C 【详解】A、据图1可知，第15天之前，胞间CO2浓度下降，同时色素相对含量变化不大，说明叶肉细胞吸收CO2增多用于光合作用，A正确； B、第15天之后，色素相对含量下降，光反应减弱，产生的NADPH和ATP不足，暗反应受影响，CO2消耗减少，胞间CO2浓度上升，B正确； C、由图2可知，低盐胁迫时，根尖细胞内无机盐相对浓度上升更明显，说明根尖细胞主要通过提高细胞内无机盐浓度以适应盐胁迫，C错误； D、适时排水可改善氧气供应，促进根系有氧呼吸，为无机盐吸收（主动运输）提供能量，有利于吸收无机盐，D正确。 故选C。 8.【光合色素・原核真核色素差异】（2025·山东济南·一模）下列关于光合色素的说法正确的是（    ） A．与油菜相比，发菜中不仅含有叶绿素，还含有藻蓝素 B．光合色素仅能感受可见光，参与光合作用的调节过程 C．缺Mg会影响绿色植物的光合作用，使其光补偿点和光饱和点均变大 D．叶绿素b的分子量大于叶绿素a是其在纸层析后的滤纸条上更接近滤液细线的直接原因 【答案】A 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】A、与油菜相比，发菜中不仅含有叶绿素，还含有藻蓝素，且发菜为原核生物，细胞中不含叶绿体，而油菜细胞中含有叶绿体，A正确； B、光合色素主要吸收可见光，吸收、传递和转化光能的作用，不是调节作用，B错误； C、Mg是叶绿素的组成成分，缺Mg会影响绿色植物的光合作用，使其光补偿点变大，光饱和点变小，C错误； D、叶绿素b在层析液中的溶解度小于叶绿素a是其在纸层析后的滤纸条上更接近滤液细线的直接原因，D错误。 故选A。 9.【原核光合・螺旋藻肿瘤放疗应用】（2025·山东青岛·一模）我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，使磁性螺旋藻（MSP）能在外部磁场控制下，靶向运动至癌变部位，促进癌细胞的放疗，治疗机制如图所示。已知肿瘤组织内部的缺氧环境可以减少含氧自由基的生成。下列说法正确的是（    ） A．螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物，但不存在DNA-蛋白质复合物 B．外界提供磁场、放射线、激光的条件后，MSP就能充分发挥作用 C．过程①利用MSP叶绿体释放的O2改善肿瘤组织内部的缺氧环境 D．过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜 【答案】D 【分析】癌细胞是正常细胞在致癌因子的作用下，遗传物质发生改变，成为不受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞。 【详解】A、螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物（如核糖体），也存在DNA-蛋白质复合物，如转录时RNA聚合酶与DNA结合，A错误； B、放射线、激光等条件会导致磁性螺旋藻解体，B错误； C、螺旋藻是颤蓝细菌，为原核生物，没有叶绿体，C错误； D、过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜，D正确。 故选D。 10.【曲线分析・植物激素缓解重金属胁迫】（2025·湖北武汉·一模）某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR和TS303对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响，结果如下图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上，标注的不同字母表示实验结果间存在显著差异。下列分析正确的是（    ） 注:CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并 Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。 A．Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响 B．Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复到正常 C．Al 胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均使净光合速率恢复到正常 D．EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫,且EBR效果优于TS303 【答案】B 【分析】植物激素指的是在植物体内合成，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。 【详解】A、根据实验数据可以看出，Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积无显著影响，A错误； B、Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积基本恢复到正常，B正确； C、结合图示可知，Al 胁迫 14 天时，EBR处理不能使净光合速率恢复到正常，但TS303处理可使净光合速率基本达到正常，C错误； D、EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫，且TS303效果优于EBR，D错误。 故选B。 11.【实验设计・银边天竺葵对照逻辑】（2025·湖北武汉·一模）将银边天竺葵的叶片分为如下图所示的以XX⑦四个区域,再将叶片置于适宜光照条件下48小时。若要验证光照和叶绿素是植物进行光合作用合成淀粉的必要条件,可以不需要检测淀粉含量的区域是(不考虑实验过程中区域间有机物的转移) （    ） A．W区 B．X区 C．Y区 D．Z区 【答案】D 【分析】1、植物细胞可以通过渗透作用失水或吸水。实现渗透作用的条件是有半透膜和浓度差。一个成熟的植物细胞可以看作是一个渗透装置。 2、证明叶绿体是进行光合作用的场所，银边天竺葵的叶片是较好的实验材料，因为其边缘白色无叶绿体，中间绿色有叶绿体。给予光照，看产生淀粉的位置即可证明。 【详解】A、W区为白色区域，无叶绿素，有光照。该区域可用于探究没有叶绿素时，即使有光照，植物能否进行光合作用合成淀粉，A不符合题意； B、X区为绿色区域，有叶绿素，有光照。此区域作为正常能进行光合作用的对照区域，用于验证在有光照和叶绿素的条件下，植物可以进行光合作用合成淀粉，B不符合题意； C、Y区遮光绿色区域，有叶绿素，但无光照。该区域可用于探究没有光照时，即使有叶绿素，植物能否进行光合作用合成淀粉，C不符合题意； D、遮光白色区域，无叶绿素，无光照。该区域不具备光合作用的两个必要条件（光照和叶绿素），无论是否检测其淀粉含量，都无法对“光照和叶绿素是植物进行光合作用合成淀粉的必要条件”，D符合题意。 故选D。 12.【信号通路・CO2 调控气孔开闭】（2025·山东菏泽·一模）低浓度CO2会促进蛋白激酶HTl磷酸化，并激活蛋白激酶CBCl，使气孔两侧的保卫细胞吸水膨胀，导致气孔开放。CO2浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/MPK12与HTl结合，抑制HTl的活性导致气孔关闭。下列说法错误的是（    ） A．HT1发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但HT1的空间结构会发生变化 B．被激活的CBCl可促进保卫细胞吸水膨胀，满足植物对CO2的需求 C．MPK4/MPK12与HT1结合，会导致植物的蒸腾作用强度降低 D．降低MPK4/MPK12基因的表达水平就会提高CO2的固定速率 【答案】D 【分析】题干分析：MPK4/MPK12对低浓度CO2不敏感，HT1激活下游的蛋白激酶CBC1的磷酸化，抑制了导致气孔关闭的机制，使保卫细胞吸水，气孔打开。 【详解】A、蛋白质发生磷酸化不会改变氨基酸序列，但会改变蛋白质的空间结构，A正确； B、低浓度CO2会促进蛋白激酶HT1磷酸化，并激活下游的蛋白激酶 CBC1，CBC1 激活后可促进保卫细胞吸水膨胀，使气孔开放，满足植物对CO2的需求，B正确； C、CO2浓度升高时，蛋白质复合物MPK4/MPKI2与HTI结合，抑制HT1的活性导致气孔关闭，而气孔是植物蒸腾失水的主要通道，气孔关闭会使蒸腾作用降低，C正确； D、降低MPK4/MPK12基因表达水平，MPK4/MPK12含量减少，对HTl抑制作用减弱，气孔开放程度可能增加，但CO2固定速率不仅取决于气孔开放程度，还受光合作用相关酶等多种因素影响，所以不能得出一定会提高CO2固定速率的结论，D错误。 故选D。 13.【光合机制・强光光抑制与活性氧】（2025·重庆·一模）当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示（活性氧：ROS，一种自由基）。据此e铁氰化钾（吸收e-）分析，下列说法错误的是（　　） A．由图可知叶绿体膜是生成NADPH的场所 B．强光导致NADPH和电子累积可能是导致光抑制的原因 C．强光导致活性氧大量增多可能是导致光损伤的原因 D．适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制 【答案】A 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光照，传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成H+、e-和氧气，H+和 NADP+合成NADPH，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生CO2的固定，即CO2和C5结合形成两分子的C3，然后C3利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】A、类囊体膜是生成NADPH的场所，A错误； BC、强光导致光反应过强，NADPH和电子累积，导致活性氧大量增多，造成光合速率下降，导致光抑制或光损伤，BC正确； D、铁氰化钾能吸收电子，适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制，D正确。 故选A。 14.【生物科学史・光合与细胞学说实验】（2025·福建厦门·一模）从细胞学说的提出到细胞代谢的探索历程，许多科学家做出了巨大贡献。下列叙述正确的是（　　） A．施莱登和施旺通过完全归纳法提出了细胞学说 B．罗伯特森在电镜下观察到细胞膜亮-暗-亮三层结构 C．鲁宾和卡门利用放射性同位素研究了氧气的来源 D．卡尔文用含有14C的CO2，来追踪光合作用中碳原子的转移途径 【答案】D 【分析】1、细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的，其内容为：（1）细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞的产物所构成；（2）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用；（3）新细胞可以从老细胞中产生； 2、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成； 3、光合作用的发现历程： （1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气； （2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能； （3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉，萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件； （4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体； （5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水； （6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径； （7）1937年，英国科学家希尔将离体的叶绿体加到具有适当受体的水溶液中，光照后放出氧气，此反应称为希尔反应，说明氧气是在水的光解过程中产生的，为人们研究光合作用产物氧气的来源提出了新的见解。 【详解】A、施莱登和施旺提出细胞学说，认为所有动植物都由细胞组成，而不是认为一切生物都是由细胞组成的，即施莱登和施旺通过不完全归纳法提出了细胞学说，A错误； B、罗伯特森在电子显微镜下清晰地看到细胞膜暗—亮一暗三层结构，由此提出细胞膜是由“脂质—蛋白质—脂质”组成，B错误； C 、鲁宾和卡门利用同位素标记法研究了氧气的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用释放的氧气来自水，这里利用的是同位素标记法，并非放射性同位素，C错误； D、卡尔文用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即卡尔文循环，D正确。 故选D。 15.【实验误差・试剂浓度对结果影响】（2025·北京海淀·一模）下列实验结果偏差不是由于试剂浓度改变造成的是（    ） A．哺乳动物的红细胞在溶液中出现大量胀破—0.9%生理盐水 B．新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞不发生质壁分离—0.3g/mL蔗糖溶液 C．提取并分离菠菜叶中的光合色素，仅下端两条色素带浅—无水乙醇 D．胡萝卜愈伤组织仅生出根—0.2mg/L生长素、2mg/L细胞分裂素 【答案】C 【分析】由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中，发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 【详解】A、哺乳动物红细胞在0.9%生理盐水中会保持正常形态，若出现大量胀破，说明该“生理盐水”浓度远低于0.9%，是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差，A不符合题意； B、新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中会发生质壁分离，若不发生质壁分离，可能是蔗糖溶液浓度过低，是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差，B不符合题意； C、提取并分离菠菜叶中的光合色素时，仅下端两条色素带浅，可能是由于研磨不充分、提取的色素少等原因，而不是无水乙醇浓度的问题，不是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差，C符合题意； D、胡萝卜愈伤组织的分化受生长素和细胞分裂素比例的影响，仅生出根，说明生长素与细胞分裂素的比例不合适，可能是这两种激素浓度改变造成的，是由于试剂浓度改变造成实验结果偏差，D不符合题意。 故选C。 两年重难·情境题 设题创新：依托绿硫细菌不产氧光合 H⁺梯度图示创设原核光合新情境（T1）；淡绿叶水稻天线色素群体光能分配图表探究（T10）；光抑制 D1 蛋白叶绿体基因分子机理（T12）；波动光照黄瓜光合多指标定量分析（T14）；TCP 转录因子调控叶绿素、气孔、生长素分子探究大题（T15）。 一、单选题 1.【原核光合・不产氧光合 H 梯度与 ATP 合成】（2026·福建福州·一模）绿色硫细菌（厌氧菌）因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图所示。下列说法错误的是（     ） A．绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B．ATP合酶利用H+浓度差合成ATP，H+浓度差的形成只是因为高能电子提供能量导致H+跨膜运输 C．绿硫细菌的光合片层的功能类似类囊体 D．绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 【答案】B 【详解】A、由图1可知：绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应三碳酸的还原，A正确； B、由图1可知：ATP合酶是一种跨膜蛋白，能够利用H+浓度差推动ATP的合成，H+浓度差形成的原因包括高能电子（e-）提供能量进行H+的跨膜运输，也包括内腔中H2S分解产生H+，细胞质基质中NADPH合成消耗H+，B错误； C、绿色硫细菌进行不产氧的光合作用，也能产生ATP和NADPH，能为逆向TCA循环提供能量，该功能类似于叶绿体中的类囊体，C正确； D、绿色硫细菌为厌氧菌，其光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展，D正确。 2.【实验辨析・高中经典实验试剂与器材】（2026·广东东莞·一模）下列关于高中生物教材经典实验的叙述，错误的是（    ） A．检测生物组织中的还原糖和鉴定粗提取的DNA均需水浴加热 B．提取绿叶中的光合色素和固定土壤中小动物标本均需要用到酒精 C．观察根尖细胞有丝分裂和低温诱导染色体加倍均需要进行染色 D．观察细胞质的流动和植物细胞的质壁分离均需借助高倍显微镜 【答案】D 【详解】A、检测还原糖时，斐林试剂与还原糖反应需要水浴加热；鉴定粗提取的DNA时，二苯胺与DNA的显色反应也需要水浴加热，A正确； B、提取绿叶中光合色素利用色素可溶于有机溶剂的原理，用无水乙醇（酒精）提取；固定土壤小动物标本，常用70%的酒精处理，B正确； C、观察根尖细胞有丝分裂、低温诱导染色体加倍两个实验都需要观察染色体形态/数目，都需要用碱性染料对染色体染色，C正确； D、观察植物细胞的质壁分离，使用低倍显微镜即可观察到明显的实验现象，不需要高倍显微镜，D错误。 3.【曲线分析・干旱胁迫气孔、光合与脱落酸】（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。 4.【实验辨析・色素提取、有丝分裂操作正误】（2026·广东中山·一模）生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关实验操作正确的是（　　） A．葡萄糖溶液加入斐林试剂后即产生砖红色沉淀 B．利用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响 C．提取色素时，叶片充分研磨后应立即加入碳酸钙保护色素 D．制作有丝分裂装片时，剪取洋葱根尖后应立即放入解离液 【答案】D 【详解】A 、葡萄糖溶液加入斐林试剂后，需要水浴加热才会产生砖红色沉淀，直接加入不会立即反应， A 错误； B 、淀粉在酸性条件下会发生酸水解，会干扰 pH 对酶活性影响的实验结果，因此不适合用淀粉和淀粉酶探究 pH对酶活性的影响，B错误； C 、提取色素时，碳酸钙应在研磨前加入，而不是研磨后，目的是防止研磨过程中色素被酸性物质破坏，C错误； D 、制作有丝分裂装片时，剪取洋葱根尖（2~3mm）后应立即放入解离液中解离，使组织中的细胞相互分离开，D正确。 5.【生态・植物性状与生物多样性价值】（2026·广东中山·一模）《金漳兰谱》中写道“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕”。下列分析错误的是（　　） A．“葺葺”描述了兰花的形态，反映其一定的生态位特征 B．“其叶青青，犹绿衣郎”，其中的色素主要存在于叶绿体 C．兰花种子萌发率低，可用叶片进行组织培养繁殖幼苗 D．《金漳兰谱》中的词句体现了生物多样性的间接价值 【答案】D 【详解】A、“葺葺”是指兰花初生的嫩芽茂密而柔美，这是对兰花形态的描述，一定程度上反映了植物的生态位，A正确； B、其叶青青原因是植物含有叶绿素，主要位于叶绿体中，B正确； C、兰花种子萌发率低，可以用叶片进行植物组织培养，这是无性繁殖，C正确； D、《金漳兰谱》中的词句描述兰花可供观赏，且能进行文学创作，这是生物多样性直接价值的体现，D错误。 6.【农业生产・顶端优势、种间竞争应用】（2026·广东茂名·一模）某兴趣小组在校园劳动基地种植小番茄过程中，下列操作与对应的生物学原理匹配错误的是（    ） A．定期松土——增加土壤透气性，促进根的有氧呼吸 B．摘除顶芽——减少侧芽生长素合成，增加果枝数量 C．清除杂草——减弱种间竞争，保障光照、水分等供给 D．疏除过多幼果——减少果实间营养竞争，降低畸果率 【答案】B 【详解】A、定期松土能增大土壤空隙，提升土壤含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根吸收矿质元素，原理匹配正确，A不符合题意； B、摘除顶芽是解除顶端优势：顶芽产生的生长素极性运输到侧芽，使侧芽生长素浓度过高抑制生长，摘除顶芽后是减少了侧芽处生长素的来源，而非减少侧芽自身的生长素合成，原理匹配错误，B符合题意； C、杂草和小番茄是不同物种，存在种间竞争关系，会争夺光照、水分、无机盐等资源，清除杂草可减弱竞争，保障小番茄的资源供给，原理匹配正确，C不符合题意； D、幼果生长需要消耗大量营养，过多幼果会相互竞争营养，导致部分果实营养不足出现畸形，疏除过多幼果可减少营养竞争，降低畸果率，原理匹配正确，D不符合题意。 7.【实验设计・碳酸钙保护叶绿素机制假说】（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。 8.【光合暗反应・气孔关闭直接限制 CO₂固定】（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。 二、解答题 9.【综合探究・桑树重金属砷生态修复】（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) 转运蛋白 自然选择 (2) G62 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 【详解】（1）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）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）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）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。 10.【光合新情境・淡绿叶水稻群体光能分配】（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) 比值 约等于 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) 气孔关闭 穿过水稻冠层被下层叶片利用 (4)叶片小、颜色浅、透光率高 【详解】（1）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）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）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）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。 11.【基因调控・OsFT 影响光合、分蘖与脱落酸】（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-。 12.【光合机制・D1 蛋白光抑制、叶绿体基因遗传】（2025·山东济南·一模）光系统复合物由蛋白质和光合色素组成，共同完成光能的转化作用，D1蛋白是其中的关键蛋白。当光照强度超过光系统复合物利用限度时会导致光合强度下降，即发生光抑制现象。下图为某高等植物叶绿体中光合作用过程及光抑制发生机理图，回答下列问题： (1)光系统复合物位于_______上，它受损的结果首先影响光合作用的_______阶段。据图推测，psbA基因的遗传_______（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔的遗传定律。 (2)一般情况下植物正常进行光合作用时，若气孔增大，其他条件均未发生变化，一段时间后C5的生成速率将_______，原因是________。 (3)当光抑制现象初始发生时，NADP⁺浓度会暂时_______。从生物工程角度分析，写出一个缓解光抑制现象的思路_______。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 光反应 不遵循 (2) 加快 气孔增大，为暗反应提供较多的CO2，暗反应速率加快，C3和C5的生成速率均将加快 (3) 增加 通过基因工程手段导入能分解超氧阴离子自由基O2-的酶的基因 【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段。光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，发生的物质变化有水的光解、ATP和NADPH的生成；暗反应的场所是叶绿体基质，发生的物质变化有CO2的固定和C3的还原，消耗光反应产生的ATP和NADPH。 【详解】（1）光系统复合物是由光合色素和蛋白质组成的复合物，主要完成光合作用的光反应，位于叶绿体的类囊体薄膜上，它受损的结果首先影响光合作用的光反应阶段。psbA基因位于叶绿体中，而叶绿体中的基因属于细胞质基因，细胞质基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律，只有细胞核基因遵循孟德尔遗传定律，细胞质基因遗传过程中表现出的特点有：后代不出现一定的分离比、母系遗传。 （2）CO2是暗反应的原料，气孔增大，为暗反应提供较多的CO2，暗反应速率加快，C3和C5的生成速率均将加快。 （3）当光照强度超过光系统复合物利用限度时会导致光合强度下降，即发生光抑制现象，当光抑制现象初始发生时，首先抑制影响到光反应，水光解释放的电子去与氧气结合，而不再与NADP+结合，所以NADP+浓度会暂时增加。氧气与电子结合形成超氧阴离子自由基O2-会破坏D1蛋白和D1蛋白的再生，进而影响到光能的转化而影响光合作用的强度。若要缓解光抑制现象，可以通过基因工程手段导入能分解超氧阴离子自由基O2-的酶的基因或通过蛋白质工程改造D1蛋白增强其稳定性，减少被超氧阴离子自由基O2-破坏等。 13.【实验探究・EBR 与菌根缓解高温胁迫】（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) 叶绿素含量 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) HS+EBR+AMF 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 【详解】（1）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）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）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）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。 14.【图表分析・波动光照对黄瓜光合的影响】（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。 15.【分子调控・TCP 转录因子调控光合与生长素】（2026·海南·一模）TCP转录因子家族在植物生长发育调控方面具有重要作用。为给培育高产番茄品种提供可利用的转育材料，研究人员利用野生型（AC）、过表达TCP24突变株（OE-TCP24）和敲除TCP24突变株（CR-TCP24）作为材料进行了相关研究，结果如图1所示。回答下列问题： (1)叶绿素是光合作用的核心色素，其作用是________光能，并将光能转化为光反应产物________中的能量。 (2)综合图1所示实验结果可知，TCP24转录因子可以________（填“提高”或“降低”）番茄植株叶片的光合速率，推测其作用机理是________。 (3)研究人员推测，TCP24通过促进IAA的合成进而影响植物叶片的生长和发育。研究人员构建了DR5：GUS转基因植物（DR5是IAA响应的启动子，GUS表达产物可以催化X-Gluc产生蓝色物质，DR5-GUS表达载体部分结构如图2所示），并将其分别与AC和OE-TCP24进行了杂交，获得了甲杂交系和乙杂交系，利用含X-Gluc的GUS染色试剂盒对这些杂交系植株相同部位的成熟小叶和幼叶进行了GUS染色实验，能支持上述推测的实验结果是________。 (4)IAA的合成有两种方式，分别为色氨酸依赖途径和非色氨酸依赖途径。为进一步揭示TCP24对番茄叶片调控的分子机制，研究人员进行了如表所示的实验，实验结果说明，TCP24通过影响________途径影响生长素的合成。 组别 实验材料 IAA含量 1 AC ++ 2 色氨酸合成酶缺失突变体 + 3 OE-TCP24 ++++ 4 色氨酸合成酶缺失突变体 + OE-TCP24 ++++ 注：“+”的数量越多表示IAA含量越高。 【答案】(1) 吸收、传递 ATP、NADPH (2) 降低 TCP24转录因子通过降低叶绿素含量和气孔导度来降低光反应速率和暗反应速率，从而降低叶片的光合速率 (3)与甲杂交系植株相比，乙杂交系植株的叶片被染成蓝色的面积更大，颜色更深 (4)色氨酸依赖途径和非色氨酸依赖 【分析】1、植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物生长发育有显著影响的微量有机物。 2、赤霉素的合成部位：未成熟种子、幼根和幼芽，作用是促进细胞伸长、引起植株增高，促进种子萌发和果实成熟。 【详解】（1）叶绿素作为光合作用的核心色素，能够吸收、传递光能，在光反应阶段将光能转化为化学能，储存在ATP 和 NADPH中，为暗反应提供能量。 （2）从图 1 可以看出，与野生型（AC）相比，过表达 TCP24 突变株（OE-TCP24）的光合速率、叶绿素含量和气孔导度均降低；而敲除 TCP24 突变株（CR-TCP24）的各项指标均升高。这说明 TCP24 转录因子可以降低番茄植株叶片的光合速率，其作用机理是通过降低叶绿素含量（影响光反应）和气孔导度（影响 CO₂吸收，进而影响暗反应），从而降低光合速率。 （3）DR5 是 IAA 响应的启动子，GUS 表达产物可催化 X-Gluc 产生蓝色物质。如果 TCP24 能促进 IAA 的合成，那么过表达 TCP24 的乙杂交系（OE-TCP24 × DR5:GUS）中 IAA 含量更高，DR5 启动子活性更强，GUS 表达量更高，因此叶片蓝色面积更大、颜色更深。 （4）组 1（AC）和组 2（色氨酸合成酶缺失突变体）对比，说明色氨酸依赖途径受阻时，IAA 含量下降。 组 3（OE-TCP24）和组 4（色氨酸合成酶缺失突变体 + OE-TCP24）对比，即使色氨酸依赖途径受阻，OE-TCP24 仍能显著提高 IAA 含量。 这表明 TCP24 不仅能通过色氨酸依赖途径，还能通过非色氨酸依赖途径影响生长素的合成。 三年真题·压轴题 设题创新：大田植物光饱和/光补偿曲线深挖限制因素判断逻辑（T2）；核质双基因编码 Rubisco 综合大题，结合突变体光饱和点变化（T8）；光质、光敏色素调控气孔多通路综合探究（T11）；黄绿水稻突变体高低光光合差异图表分析（T12）；湖泊沉水植物光合与水质净化生态综合实验（T15）。 一、单选题 1．（2025·福建·高考真题）关于生物科学史中经典实验对应的实验设计，下列叙述错误的是（    ） 选项 经典实验 实验设计 A 恩格尔曼探究叶绿体的功能 选择水绵为实验材料、利用需氧细菌指示氧气释放的场所 B 艾弗里证明DNA是遗传物质 利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用 C 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制 选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术进行探究 D 毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与 破碎酵母菌细胞，获得不含细胞的提取液进行发酵 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、恩格尔曼探究叶绿体的功能时，选择水绵为实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，利用需氧细菌指示氧气释放的场所，因为需氧细菌会向氧气浓度高的部位聚集，A正确； B、艾弗里利用“减法原理”（即通过酶解法分别去除DNA、蛋白质、RNA等成分）去除某种化学成分，研究哪种成分是转化因子（遗传物质），证明DNA是遗传物质，而不是设法分离DNA和蛋白质等物质，B错误； C、梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制时，选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术（用15N标记）和密度梯度离心，进行探究，C正确； D、毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与，是把酵母菌细胞放在石英砂中研磨，加水搅拌，再进行过滤，获得不含酵母菌细胞的提取液，然后进行发酵，D正确。 故选B。 2．（2025·西藏新疆·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 【答案】C 【分析】该曲线是植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）随光照强度变化的曲线；光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即 “光补偿点”，此时植物光合作用固定的CO2量，恰好抵消呼吸作用释放的CO2量，净光合为为0，植物干重不增不减 。光照强度为b时，光合速率达到“光饱和点”，此后再增加光照强度，光合速率不再提升（受温度、CO2浓度等其他环境因素或自身酶、色素等内部因素限制），此时光合速率与呼吸速率差值最大，植物积累有机物最快 。 【详解】A、光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率=光合速率-呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，A 正确； B、光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确； C、光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应）；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误； D、光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。 故选C。 3．（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　　） A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA 【答案】D 【分析】蓝细菌属于原核生物，含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用。 【详解】由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP+和H+转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，ABC错误。 故选D。 4．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（    ） A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根 【答案】D 【分析】植物生长调节剂是指由人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质，其优点有 容易合成、原料广泛、效果稳定等。 【详解】A、 农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量，该过程主要是利用了物质循环的特点，与植物生长调节剂无直接关系，A不符合题意； B、 采用间作、套种的措施可以提高植物产量，其原理是保证作物叶片充分接收阳光，提高光能利用率，与植物生长调节剂无直接关系，B不符合题意； C、 水旱轮作改变了生态环境和食物链，使害虫难以生存，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无直接关系，C不符合题意； D、 尿泥促根与生长素（类似物）密切相关，与题意相符，D符合题意。 故选D。 5．（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。 6．（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。 7．（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。 二、解答题 8．（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 【答案】(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 【详解】（1）S是核基因，真核生物的核基因转录发生在细胞核中；Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成，S编码的小亚基进入叶绿体后，需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完整的Rubisco。 （2）突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，说明单个Rubisco的催化能力不变；突变是S基因被编辑，S负责编码小亚基，因此S基因突变后，小亚基合成量减少，能组装得到的完整Rubisco总数量减少、总浓度降低，最终导致总催化活性显著下降。 （3）突变体Rubisco总活性更低，暗反应固定CO₂的能力更弱，较低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH就能满足减弱的暗反应需求，光合速率就会达到饱和，因此和野生型相比，突变体的光饱和点降低；达到光饱和点之前，净光合速率随光照强度升高而升高，说明此时光照强度是净光合速率的主要限制因素；C区是光照强度超过野生型光饱和点的区域，此时光照已经不再是限制因素，大气CO₂浓度条件下，暗反应的限制因素主要是CO₂浓度，因此提高CO₂浓度（二氧化碳浓度）后，暗反应速率提升，净光合速率先升高，CO₂饱和后趋于稳定。 （4）结合题意及题图信息可知，A区光照强度极低，此时限制光合作用的关键因素是光照强度：低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率，因此突变体和野生型净光合速率没有明显差异，曲线重合。 9．（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液（对照） 150 12 10 14 89 培养液+X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的________时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能________（填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________（填“甲”或“乙”或“丙”）。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是________。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是_________。 【答案】(1) 绿 类囊体/基粒 (2) 促进 丙 x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快 (3)脱落酸含量增加 【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。 2、脱落酸的作用：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）分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体（基粒）时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。 （2）由图可知，与没有添加X的组相比，添加X的组中Y的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。 将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快。 （3）脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植物激素是脱落酸，且其含量增加。 10．（2025·四川·高考真题）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200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·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/无水酒精/丙酮/C2H5OH 红光 (2) ATP（腺苷三磷酸/能量）和NADPH（还原性辅酶II） 环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少 (3) 光照强度加倍/光强加倍 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 【分析】实验的自变量为光照强度和CO2浓度，因变量包括叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。影响光合作用的因素包括内因和外因：内因：色素含量、酶数量等；外因：光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量、矿质元素等。 【详解】（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/无水酒精/丙酮/C2H5OH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/能量）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两倍，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/外界/温室/提供/补充的 CO2更多(丙比甲的CO2多/甲比丙的CO2少）。 （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/光强加倍。 11．（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）。 12．（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，根据图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。 13．（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 遮荫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，原因可能是遮荫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。 14．（2025·江西·高考真题）辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为___________，据图甲分析其原因是___________。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取___________叶片； ②分别制作等体积的___________悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加___________的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为___________。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒___________号的抗逆性更强。 【答案】(1) 下降 叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降 (2) 等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号 离体叶绿体 足量且等量 同一辣椒品种第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 (3)1 【分析】分析图甲可知，将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，辣椒1号的气孔导度和总叶绿素含量均高于辣椒2号，与辣椒1号相比，辣椒2号的叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标下降幅度较大，说明辣椒2号的抗逆性不如辣椒1号。 【详解】（1）根据图示信息可知，在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的叶片气孔导度均下降，叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降。因此两者的光合速率变化趋势均为下降。 （2）根据题意信息可知，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。现在想要利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理来检验辣椒2号和辣椒1号的叶绿体的光反应功能。首先分别取等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号的叶片，制作对应的等体积的离体叶绿体悬浮液；向各悬浮液中分别滴加足量且等量的试剂D溶液，让其反应一段时间后，测定悬浮液中无色还原态的试剂D的含量，根据推测“长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高”，预期实验结果应是：同一辣椒品种在第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 （3）根据小问（1）（2）可知，辣椒2号的叶片气孔导度和总叶绿素含量下降幅度更大，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高，初步判断辣椒1号的抗逆性更强。 15．（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。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $