2027届高考生物人教版一轮复习训练：光合作用的影响因素及其应用

**基本信息** 聚焦光合作用影响因素，通过基础与综合模块系统整合光反应、暗反应及环境调控逻辑，强化科学思维与探究实践。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础强化练|8题|图表分析、选项辨析，覆盖温度/光照/CO₂等单一因素|从影响因素到光合速率调控，构建光反应-暗反应-净光合的内在联系| |综合提升练|4题|实验设计、多因素综合，涉及重金属胁迫/激素调节|深化环境因素与生理过程的关联，体现结构与功能观及进化与适应观|

2027届高考生物人教版一轮复习同步训练：光合作用的影响因素及其应用 姓名： 学号： 班级： 一、基础强化练 1.（2026·湖北荆州模拟）气孔是植物表皮上高度特化的细胞，由两个保卫细胞合围而成。保卫细胞通过体积变化来调节气孔运动，这对于植物光合作用和蒸腾作用中的气体和水分交换至关重要。下列叙述错误的是（　　） A.与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较小 B.盛夏正午时分植物光合作用强度减弱可由部分气孔关闭导致 C.雨天叶片含水过多，保卫细胞吸水膨胀使气孔张开 D.荒漠生物群落中的许多植物为了适应干旱环境，气孔在夜晚打开 2.（2026·四川宜宾模拟）宜宾方竹是蜀南竹海特有竹种，其竹笋富含微量元素，图甲、乙分别为方竹在其他条件适宜，不同温度、光照强度条件下相关指标的变化曲线（单位：mmol·cm－2·h－1）。下列叙述正确的是（　　） A.据图甲分析，与温度40 ℃相比，温度为30 ℃时方竹消耗CO2的速率快 B.据图甲分析，40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，方竹能正常生长 C.据图乙分析，提高温度会导致光补偿点D点左移 D.据图乙分析，影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素是光照强度 3.（2026·北京模拟）研究人员为探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（　　） A.在本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 C.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 D.在较低温度条件下进行实验，各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 4.（2026·湖北武汉模拟）增温可能改变气孔导度，进而影响植物的光合速率。科研人员以杉木为研究对象进行了土壤增温实验，分别在夏、冬季取样检测，结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A.夏季土壤增温不利于杉木生长，冬季土壤增温有利于杉木生长 B.夏季土壤增温对杉木气孔导度的影响程度大于冬季土壤增温 C.冬季土壤增温对杉木光合作用暗反应的影响不显著 D.冬季土壤增温可能提高了杉木光合作用中相关酶的活性 5.（2025·湖北黄冈三模）大豆叶片气孔黑暗条件下处于关闭状态，光照后逐渐开放。壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，在适宜温度下测定光合速率，结果如下图所示。下列分析正确的是（　　） A.当光照强度为0时，两组细胞的胞间CO2浓度相等 B.提高环境温度，两组的最大光合作用强度都会下降 C.光照30 min时B组叶绿体C3生成速率大于A组，还原速率小于A组 D.光照30 min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 6.图甲表示不同浓度CO2条件下两种植物的CO2吸收速率，图乙表示将M、N两种植物同时放入一个密闭容器中，在适宜的温度条件下，依次给予黑暗和充足的光照处理测得的容器中O2浓度变化曲线。下列相关叙述正确的是（　　） A.高温干旱地区更容易存活的是植物N B.图乙中f点时容器内的CO2浓度可能处于图甲的b点 C.图甲中d点，两种植物叶肉细胞中的RuBP含量相同 D.图乙f点之后的某一点，密闭容器内O2浓度升高，可能是植物N死亡引起的 7.（2026·广西南宁模拟）某同学用若干大小一致的新鲜菠菜叶随机均分为多组进行下图所示的实验。每组实验均包含试管①和试管②，试管中的指示剂初始颜色均为绿色，不同小组光照强度大小不同，其他环境条件相同且适宜，实验一段时间后观察指示剂颜色变化，所有的试管②仍为绿色。下列相关叙述正确的是（　　） 注：指示剂为溴麝香草酚蓝，其变色范围是：pH＝6.0呈黄色，pH＝7.0呈绿色，pH＝7.6呈蓝色。 A.本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响，同一小组试管①和试管②的光照强度不同 B.若某小组的试管①变黄色，说明该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率，线粒体内膜产生的CO2使pH下降 C.若某小组试管①变蓝色，说明该组光照强度下叶片光合速率大于呼吸速率，叶片吸收CO2使溶液的pH上升 D.若某小组的试管①仍为绿色，说明该组光照强度下叶片的总光合速率为0 8.（2026·安徽合肥模拟）温度是影响植物生长发育的重要环境因素之一，在其他环境因素适宜时，温度对某绿色植物叶片呼吸速率和光合速率的影响结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.该植物叶片在温度a时的有机物积累速率和温度c时的相等 B.CO2中的碳原子在叶绿体中的转移途径是：CO2→C3→C5→（CH2O） C.在温度d时，该植物体的干重减少，不能正常生长 D.若适当降低光照强度，则图中的d点将右移 二、综合提升练 9.（2026·福建泉州模拟）莱茵衣藻无氧呼吸会抑制光合作用。其原因是无氧呼吸产生的弱酸分子（HA）能够自由跨越磷脂双分子层，最终进入类囊体腔，但HA电离出的离子不能自由跨膜，科研人员将上述现象称为“离子陷阱”。由于类囊体腔内的pH缓冲能力较低，腔内氢离子不断积累，从而发生类囊体腔酸化，并最终影响了光合作用。下列相关叙述正确的是（　　） A.葡萄糖在生成丙酮酸的同时还会生成NADPH B.类囊体腔酸化可能通过影响CO2固定酶的活性影响光合作用 C.外源添加HA后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，支持“离子陷阱”理论 D.黑暗条件下，类囊体腔酸化的同时，叶绿体基质中C5的含量将上升 10.（2025·湖北武汉三模）重金属镉胁迫下黄瓜叶绿体会出现类囊体片层排列紊乱以及叶片气孔导度降低。科研人员探究土壤中施磷（P）量对镉（Cd）胁迫下黄瓜苗期叶片净光合速率（简称Pn）的影响。下列叙述正确的是（　　） A.Cd单独作用时抑制Pn，且抑制作用随Cd浓度增加而降低 B.P单独作用时促进Pn，且促进作用随P浓度增加而增加 C.Cd可同时通过抑制光反应和暗反应影响Pn D.土壤施磷量为100 mg/kg土时可最大程度缓解镉胁迫 11.（2026·广东模拟）小麦是我国北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn）的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。 （1）科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标，结果如下表。 净光合 速率（Pn） 叶片温度 （T1） 胞间CO2 浓度（Ci） 直立叶 12.9 37.5 250 平展叶 8.8 37.7 264 对相关数据进行分析后发现，气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素，请提出判断依据：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  （2）科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ发生损伤，导致 　　　　　　速率下降，进而为暗反应提供的　　　　　　　　　　（物质）减少，导致叶片的光合作用减弱。推测光系统Ⅱ分布在　　　　　　　上。D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知　  　 ，从而在一定程度上导致“午睡”现象。 （3）水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，并重复该实验，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  12.（2025·陕晋青宁卷，17）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。 （1）R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的　　　　，产物C3在光反应生成的　　　　　　　　　参与下合成糖类等有机物。  （2）植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是     　。  （3）保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率　　　　（填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度　　　 　　（填“大” “小”或“无法判断”）。  （4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：    　。  2027届高考生物人教版一轮复习同步训练：光合作用的影响因素及其应用 姓名： 学号： 班级： 一、基础强化练 1.（2026·湖北荆州模拟）气孔是植物表皮上高度特化的细胞，由两个保卫细胞合围而成。保卫细胞通过体积变化来调节气孔运动，这对于植物光合作用和蒸腾作用中的气体和水分交换至关重要。下列叙述错误的是（　　） A.与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较小 B.盛夏正午时分植物光合作用强度减弱可由部分气孔关闭导致 C.雨天叶片含水过多，保卫细胞吸水膨胀使气孔张开 D.荒漠生物群落中的许多植物为了适应干旱环境，气孔在夜晚打开 答案：A 解析：光合色素主要吸收蓝紫光和红光，与绿光相比，红光能增大光合速率，使保卫细胞光合产物增多，保卫细胞渗透压上升，促进细胞吸水，气孔开放，因此，与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较大。 2.（2026·四川宜宾模拟）宜宾方竹是蜀南竹海特有竹种，其竹笋富含微量元素，图甲、乙分别为方竹在其他条件适宜，不同温度、光照强度条件下相关指标的变化曲线（单位：mmol·cm－2·h－1）。下列叙述正确的是（　　） A.据图甲分析，与温度40 ℃相比，温度为30 ℃时方竹消耗CO2的速率快 B.据图甲分析，40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，方竹能正常生长 C.据图乙分析，提高温度会导致光补偿点D点左移 D.据图乙分析，影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素是光照强度 答案：D　 解析：图甲中，CO2吸收速率表示净光合速率，CO2产生速率表示呼吸速率，消耗CO2速率是指总光合速率，温度为30 ℃时，总光合速率＝8＋2＝10 mmol·cm－2·h－1；温度为40 ℃时，总光合速率＝5＋5＝10 mmol·cm－2·h－1，因此，温度为30 ℃和40 ℃时，方竹消耗CO2的速率相等；40 ℃条件下，方竹净光合速率和呼吸速率相等均为5 mmol·cm－2·h－1，若白天和黑夜时间相等，则黑夜期间（12小时）呼吸作用消耗5×12＝60 mmol·cm－2·h－1，白天（12小时）有机物积累量为5×12＝60 mmol·cm－2·h－1，一昼夜之后，植物有机物积累量为0，植物不能正常生长；图乙是在最适条件下，测得该植物在不同光照强度下的CO2吸收量，提高温度会导致光补偿点D点右移；图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度，都随着光照强度的改变而改变。 3.（2026·北京模拟）研究人员为探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（　　） A.在本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 C.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 D.在较低温度条件下进行实验，各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 答案：C 解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3浓度），温度和光照为无关变量；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率；若在较低温度条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长均会延长。 4.（2026·湖北武汉模拟）增温可能改变气孔导度，进而影响植物的光合速率。科研人员以杉木为研究对象进行了土壤增温实验，分别在夏、冬季取样检测，结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A.夏季土壤增温不利于杉木生长，冬季土壤增温有利于杉木生长 B.夏季土壤增温对杉木气孔导度的影响程度大于冬季土壤增温 C.冬季土壤增温对杉木光合作用暗反应的影响不显著 D.冬季土壤增温可能提高了杉木光合作用中相关酶的活性 答案：C 解析：由图可知，夏季土壤增温会降低杉木的净光合速率，冬季土壤增温会提高杉木的净光合速率；由图分析可知，夏季土壤增温对杉木气孔导度的影响程度大于冬季土壤增温；冬季土壤增温对植物的气孔导度影响不大，仅表明该处理对暗反应过程中二氧化碳的吸收影响不大，不代表对暗反应的过程影响不大，因为温度升高，对暗反应的相关酶活性会造成影响；由图可知，冬季土壤增温使杉木净光合速率得到了较大提升，可能是提高了杉木光合作用中相关酶的活性。 5.（2025·湖北黄冈三模）大豆叶片气孔黑暗条件下处于关闭状态，光照后逐渐开放。壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，在适宜温度下测定光合速率，结果如下图所示。下列分析正确的是（　　） A.当光照强度为0时，两组细胞的胞间CO2浓度相等 B.提高环境温度，两组的最大光合作用强度都会下降 C.光照30 min时B组叶绿体C3生成速率大于A组，还原速率小于A组 D.光照30 min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 答案：B 解析：在光照强度为0时，A和B两组已经黑暗处理了一段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，所以B组和A组胞间CO2浓度不相等；由题干可知，是在适宜温度下测得的光合作用速率，因此提高环境温度，两组的最大光合作用强度都会下降；光照30 min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组；30 min时，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不再改变，限制因素不是光照时间。 6.图甲表示不同浓度CO2条件下两种植物的CO2吸收速率，图乙表示将M、N两种植物同时放入一个密闭容器中，在适宜的温度条件下，依次给予黑暗和充足的光照处理测得的容器中O2浓度变化曲线。下列相关叙述正确的是（　　） A.高温干旱地区更容易存活的是植物N B.图乙中f点时容器内的CO2浓度可能处于图甲的b点 C.图甲中d点，两种植物叶肉细胞中的RuBP含量相同 D.图乙f点之后的某一点，密闭容器内O2浓度升高，可能是植物N死亡引起的 答案：D　 解析：在高温干旱条件下，植物的蒸腾作用较大，气孔较小，故需要较小的CO2浓度即可达到较大的光合作用的植物才有利于在高温干旱条件下生存，由图甲可知，植物M的CO2饱和点比植物N的CO2饱和点小，因此高温干旱地区更易存活的是植物M；由图乙可知，f点之后容器内O2浓度不再变化，因此两植物的呼吸速率＝光合速率，而图甲中b点为植物N的CO2补偿点，此时植物M光合作用强度大于呼吸作用强度，植物N的呼吸作用强度等于光合作用强度；图甲中d点，两种植物的净光合速率相等，但此时两种植物叶肉细胞中的RuBP含量不一定相同；根据图甲曲线可知，植物M能适应低CO2浓度环境，因此在该条件下植物M存活时间更长，若植物N死亡，植株M利用较低浓度的CO2，使得净光合速率大于0，则容器内O2浓度升高。 7.（2026·广西南宁模拟）某同学用若干大小一致的新鲜菠菜叶随机均分为多组进行下图所示的实验。每组实验均包含试管①和试管②，试管中的指示剂初始颜色均为绿色，不同小组光照强度大小不同，其他环境条件相同且适宜，实验一段时间后观察指示剂颜色变化，所有的试管②仍为绿色。下列相关叙述正确的是（　　） 注：指示剂为溴麝香草酚蓝，其变色范围是：pH＝6.0呈黄色，pH＝7.0呈绿色，pH＝7.6呈蓝色。 A.本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响，同一小组试管①和试管②的光照强度不同 B.若某小组的试管①变黄色，说明该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率，线粒体内膜产生的CO2使pH下降 C.若某小组试管①变蓝色，说明该组光照强度下叶片光合速率大于呼吸速率，叶片吸收CO2使溶液的pH上升 D.若某小组的试管①仍为绿色，说明该组光照强度下叶片的总光合速率为0 答案：C 解析：本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响，实验的自变量是光照强度不同，不同组别的光照强度不同，但同一小组试管①和试管②的光照强度应相同；植物细胞在光照下可以进行光合作用和呼吸作用，光合作用吸收二氧化碳，使得溶液的pH升高，呼吸作用释放二氧化碳，使得溶液的pH降低，若某小组的试管①变黄色（pH＝6.0呈黄色），说明此时溶液的pH降低，该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率，但CO2是在线粒体基质产生的；某小组的试管①在强光下，新鲜菠菜叶的光合作用大于呼吸作用，叶片吸收CO2使溶液的pH升高，溶液的颜色由绿色变成蓝色（pH＝7.6呈蓝色）；若某小组的试管①仍为绿色，说明叶片光合速率等于呼吸速率，即净光合速率＝0，而非总光合速率为0。 8.（2026·安徽合肥模拟）温度是影响植物生长发育的重要环境因素之一，在其他环境因素适宜时，温度对某绿色植物叶片呼吸速率和光合速率的影响结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.该植物叶片在温度a时的有机物积累速率和温度c时的相等 B.CO2中的碳原子在叶绿体中的转移途径是：CO2→C3→C5→（CH2O） C.在温度d时，该植物体的干重减少，不能正常生长 D.若适当降低光照强度，则图中的d点将右移 答案：C 解析：有机物积累速率即净光合速率，净光合速率＝光合速率－呼吸速率。温度为a时，光合速率与呼吸速率的差值和温度为c时不相等，所以有机物积累速率不相等；在光合作用的暗反应中，CO2中的碳原子在叶绿体中的转移途径是：CO2→C3→（CH2O）；在温度为d时，叶片的呼吸速率等于光合速率，但是植物具有不能进行光合作用的细胞，所以会有有机物的消耗，则植物不能正常生长；若降低光照强度，光合作用速率下降，植物要达到光合速率等于呼吸速率，就需要提升光合速率，则d点将左移。 二、综合提升练 9.（2026·福建泉州模拟）莱茵衣藻无氧呼吸会抑制光合作用。其原因是无氧呼吸产生的弱酸分子（HA）能够自由跨越磷脂双分子层，最终进入类囊体腔，但HA电离出的离子不能自由跨膜，科研人员将上述现象称为“离子陷阱”。由于类囊体腔内的pH缓冲能力较低，腔内氢离子不断积累，从而发生类囊体腔酸化，并最终影响了光合作用。下列相关叙述正确的是（　　） A.葡萄糖在生成丙酮酸的同时还会生成NADPH B.类囊体腔酸化可能通过影响CO2固定酶的活性影响光合作用 C.外源添加HA后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，支持“离子陷阱”理论 D.黑暗条件下，类囊体腔酸化的同时，叶绿体基质中C5的含量将上升 答案：C 解析：细胞呼吸的第一阶段葡萄糖在生成丙酮酸的同时会生成NADH（还原型辅酶Ⅰ），而NADPH（还原型辅酶Ⅱ）是光合作用光反应阶段产生的；CO2固定发生在叶绿体基质中，类囊体腔酸化不会直接影响叶绿体基质中CO2固定酶的活性；如果外源添加HA后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，说明HA进入类囊体腔并导致氢离子积累，支持“离子陷阱”理论；黑暗条件下，光反应不能进行，无法产生ATP和NADPH，C3不能被还原为C5，C5的含量不会上升。 10.（2025·湖北武汉三模）重金属镉胁迫下黄瓜叶绿体会出现类囊体片层排列紊乱以及叶片气孔导度降低。科研人员探究土壤中施磷（P）量对镉（Cd）胁迫下黄瓜苗期叶片净光合速率（简称Pn）的影响。下列叙述正确的是（　　） A.Cd单独作用时抑制Pn，且抑制作用随Cd浓度增加而降低 B.P单独作用时促进Pn，且促进作用随P浓度增加而增加 C.Cd可同时通过抑制光反应和暗反应影响Pn D.土壤施磷量为100 mg/kg土时可最大程度缓解镉胁迫 答案：C 解析：分析题图，该实验的自变量是不同土壤镉浓度和施加磷的含量，因变量为净光合速率。观察图中P0组（即无磷处理，只有镉作用），随着Cd浓度从Cd0增加到Cd3，净光合速率Pn逐渐降低，说明Cd单独作用时抑制Pn，且抑制作用随Cd浓度增加而增强；观察图中Cd0组从P0到P2净光合速率Pn逐渐增加，但从P2到P4净光合速率Pn逐渐降低，所以不能得出促进作用随P浓度增加而增加的结论；因为重金属镉胁迫下黄瓜叶绿体会出现类囊体片层排列紊乱，类囊体是光反应的场所，会影响光反应；同时叶片气孔导度降低，气孔导度影响二氧化碳的吸收，二氧化碳参与暗反应，所以Cd可同时通过抑制光反应和暗反应影响Pn；Cd1、Cd2、Cd3组都是P3组（土壤施磷量为150 mg/kg土时）的净光合速率最大，因此土壤施磷量为150 mg/kg土时可最大程度缓解镉胁迫。 11.（2026·广东模拟）小麦是我国北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn）的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。 （1）科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标，结果如下表。 净光合 速率（Pn） 叶片温度 （T1） 胞间CO2 浓度（Ci） 直立叶 12.9 37.5 250 平展叶 8.8 37.7 264 对相关数据进行分析后发现，气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素，请提出判断依据：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  （2）科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ发生损伤，导致 　　　　　　速率下降，进而为暗反应提供的　　　　　　　　　　（物质）减少，导致叶片的光合作用减弱。推测光系统Ⅱ分布在　　　　　　　上。D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知　  　 ，从而在一定程度上导致“午睡”现象。 （3）水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，并重复该实验，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：（1）平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度高于直立叶 （2）光反应　ATP、NADPH　类囊体膜　午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，导致光系统Ⅱ活性降低 （3）SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，从而缓解小麦的“午睡”现象 解析：（1）午后温度较高，植物蒸腾作用旺盛，植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水。分析表格中数据可知，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，直立叶净光合速率大于平展叶的净光合速率，但直立叶胞间CO2浓度小于平展叶的胞间CO2浓度，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素。（2）由题意可知光系统Ⅱ是由色素和蛋白质组成的，说明光系统Ⅱ是光反应的场所，强光照引起光系统Ⅱ发生损伤，会导致光反应的速率下降，光反应为暗反应提供的ATP、NADPH也会减少，光系统Ⅱ分布在类囊体膜上，是光反应的场所。图1中数据显示，与适宜光照强度相比，强光照会导致D1含量下降，因此“午睡”原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，从而导致光系统Ⅱ活性降低。（3）较强光照会导致D1含量下降，分析图2中D1蛋白含量可知，较强光照下用SA处理后D1含量虽仍低于CK组，但明显高于未经处理的W2组，可推测经SA处理后，SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，从而缓解小麦的“午睡”现象。 12.（2025·陕晋青宁卷，17）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。 （1）R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的　　　　，产物C3在光反应生成的　　　　　　　　　参与下合成糖类等有机物。  （2）植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是     　。  （3）保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率　　　　（填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度　　　 　　（填“大” “小”或“无法判断”）。  （4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：    　。  答案：（1）基质　ATP、NADPH （2）植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快 （3）减小　小 （4）实验思路：以野生型植株W为参照，构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。 预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W 解析：（1）CO2的固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。 （2）结合题图和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。 （3）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，CO2竞争R酶的能力减弱，暗反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于CO2的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。 （4）为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株（假设为T）。实验思路是以野生型植株W为参照，构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。 高三生物学同步训练 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $