第3单元 第13讲 光合作用的影响因素及其应用 课后达标素养提升(二)(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物（鲁湘黑吉辽蒙版 不定项)

**基本信息** 聚焦光合作用及环境胁迫响应机制，通过实验数据与图表分析，系统整合光反应、暗反应过程及影响因素，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |高温胁迫|1题|数据表格分析|从光合色素分离切入，衔接D1蛋白功能与光暗反应关联，推导气孔开放与光合速率关系| |干旱胁迫|1题|多图对比分析|围绕H₂S调控机制，整合叶绿素含量、气孔导度与酶活性对光合的影响| |光照条件|1题|实验结果分析|通过不同光处理下生长指标，构建光质、光周期与壮苗指数的逻辑链| |盐胁迫|1题|生理指标检测|结合叶绿素变化、离子转运与呼吸作用，解析盐害机制及缓解途径| |气候变暖|1题|跨区域移栽实验|关联温度对电子传递与羧化速率的影响，建立酶活性与光合速率的因果关系|

(二) 1．(2026·河北石家庄模拟)矮化棉具有抗倒伏、适宜密植、产量高等特征。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中。为提高棉花的生产潜能并增强棉花抵御高温胁迫的能力，科研人员将编码D1蛋白的基因插入棉花某条染色体的特定位点上，人为建立D1蛋白的补充途径，获得了产量显著提高的纯合矮化H品系新疆棉。回答下列问题： (1)若要检测高温对各种光合色素含量的影响，可提取色素并利用________(填溶液名称)对光合色素进行分离后，再检测各种色素的含量。D1蛋白和光合色素共同参与光能的转换。D1蛋白含量升高可以提高光反应强度，C3接受光反应产物中______________释放的能量，并且被__________还原，进而提高暗反应强度。 (2)高温胁迫会造成光合速率下降。研究人员研究了高温胁迫对野生棉光合作用相关指标的影响，结果见下表。据表分析，高温胁迫导致野生棉光合速率降低与其气孔开放程度________(填“有关”或“无关”)，判断理由是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 温度 光能转化效率 气孔开放程度 胞间CO2浓度 常温 0.823 0 0.38 284.45 高温 0.622 9 0.25 314.25 (3)研究人员利用抗原—抗体杂交的方法对野生棉和矮化H品系叶片内的D1蛋白含量及茎秆赤霉素(GA)含量进行了检测，结果如下图所示。 综合分析，矮化H品系高产的原因包括： ①D1蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，削弱其__________________________________________________________________________________________________________的功能。 ②高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响____________________________________________________________________ ________(填“大于” “小于”或“等于”)对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响，且染色体上D1蛋白基因控制合成的D1蛋白可以转移至______________上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 解析：(1)层析液是光合色素的分离试剂。暗反应中，C3接受光反应产物中ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。(2)由题表可知，与常温相比，高温条件下野生棉气孔开放程度减小，但胞间CO2浓度升高，说明此时CO2不是限制其光合作用的因素，即高温胁迫导致野生棉光合速率降低与其气孔开放程度无关。(3)①与野生棉相比，矮化H品系D1蛋白含量增高，而GA含量减少，可推知D1蛋白基因通过抑制GA合成基因的表达来削弱GA促进细胞分裂和促进细胞伸长，从而引起植株增高的功能，从而使H品系矮化。②由题意可知，野生棉D1蛋白仅由叶绿体基因编码，H品系中D1蛋白则由染色体基因和叶绿体基因共同编码，与25 ℃处理相比，40 ℃高温时，野生棉中D1蛋白含量显著下降，但H品系中D1蛋白含量几乎不变，说明高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响小于对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响，且可推测染色体上D1蛋白基因控制合成的D1蛋白可以转移至类囊体膜(叶绿体)上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 答案：(1)层析液　ATP和NADPH　NADPH　(2)无关　和常温情况相比，高温胁迫下野生棉气孔开放程度下降，但胞间CO2浓度升高　(3)①促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进细胞分裂　②小于　类囊体膜(叶绿体) 2．(2026·河北邯郸高三调研)农作物生长发育过程常受干旱胁迫的影响。H2S是一种气体信号分子，科研人员研究了外源H2S对干旱胁迫下芸豆苗期光合特性的影响，实验结果如下图所示。回答下列问题： 注：气孔导度越大，说明气孔开放程度越大；RuBP羧化酶可催化CO2的固定。 (1)光合作用过程中，水在光照条件下分解为______________。芸豆叶肉细胞中的RuBP羧化酶在____________(填具体场所)中发挥作用，该过程________(填“需要”或“不需要”)NADPH参与。 (2)据图分析，若在自然条件下施用H2S处理芸豆苗，一段时间后取其光合色素提取液，用分光光度法(一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度呈正比)测定叶绿素总量，应选择________光照射溶液。将自然条件下施用H2S处理的幼苗恢复至正常条件培养，若该浓度的H2S对气孔导度的影响是可逆的，则相比H2S处理前芸豆苗的光补偿点将会________(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)H2S对干旱胁迫造成的危害具有________作用，其原因可能是____________________________________________________________________ _______________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答出2点即可)。 (4)若进一步探究以NaHS溶液作为H2S供体喷施芸豆幼苗的最适浓度，需要先进行预实验，目的是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验中各组喷施NaHS溶液的体积属于__________变量。 解析：(1)光合作用过程中，水在光照条件下分解为O2、H＋和e－。RuBP羧化酶催化CO2的固定，这是暗反应阶段，发生在叶绿体基质中。CO2的固定过程不需要NADPH参与。(2)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，为了避免类胡萝卜素影响实验结果，测定叶绿素总量选择红光照射溶液。由题图可知，自然条件＋H2S处理组叶绿素总量增加，吸收光能增多，若H2S对气孔导度的影响可逆，恢复正常后光合能力比处理前强，光补偿点降低。(3)对比题图中干旱胁迫组和干旱胁迫＋H2S组，后者施加H2S后叶绿素总量升高，增强了光吸收能力，RuBP羧化酶活性提高，促进CO2固定，从而提高光合速率；同时气孔导度下降，可减少植物蒸腾作用失水，故H2S对干旱胁迫造成的危害具有缓解作用。(4)进行预实验的目的是为进一步的实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性，避免盲目开展实验造成人力、物力和财力的浪费。实验中各组喷施NaHS溶液的体积属于无关变量，应保证其相同且适宜，避免对实验结果产生干扰。 答案：(1)O2、H＋和e－　叶绿体基质　不需要 (2)红　降低　(3)缓解　H2S可提高干旱胁迫下芸豆苗的叶绿素总量，增强光吸收能力；提高RuBP羧化酶活性，促进CO2固定，从而提高光合速率；H2S可降低气孔导度，减少植物蒸腾作用失水(答出2点即可)　(4)为正式实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性，避免盲目性和资源浪费　无关 3．(2026·山东天一大联考高三检测)为研究辣椒幼苗生长的有利光照条件，研究人员以不同的光处理辣椒幼苗，在晴天9：00—11：00期间检测光合指标，并在处理第15天后检测其生长特性，部分结果如下图和下表所示。壮苗指数通常与茎粗、根冠比、干物质积累等有关。回答下列问题： 处理 株高/cm 茎粗/cm 根冠比 壮苗 指数 正常白光(CW) 11.86 2.16 0.5 0.26 正常蓝光(CB) 10.63 1.91 1.12 0.20 正常红光(CR) 12.46 2.53 0.46 0.54 连续白光(TW) 12.73 1.84 0.8 0.38 连续蓝光(TB) 10.83 1.85 1.31 0.24 连续红光(TR) 14.24 2.39 0.34 0.62 注：正常白光是指14 h光照和10 h黑暗的正常光周期，连续白光是指24 h的连续光照。 (1)辣椒幼苗进行光合作用时，被固定的CO2经NADPH还原后生成____________。辣椒幼苗在不同条件下净光合速率的变化可能与CO2的供应有关，支持该推测的实验结果是__________________________________________________________。 (2)虽然连续光照条件下辣椒幼苗的净光合速率明显低于正常光周期条件下的，但连续光照条件下的壮苗指数高于正常光周期条件下的，推测其原因是____________________________________。 (3)根冠比是指植物地下部分与地上部分的干重或鲜重的比值。该比值越高，说明植物将更多的资源分配给______________。实验结果说明红光更有利于辣椒幼苗生长，理由是________________________________________________________________________ ________________________________。蓝光可能更有利于辣椒幼苗________________的生长。 解析：(1)在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定形成C3，经NADPH还原后生成糖类和C5。根据题图结果可知，不同条件下辣椒幼苗的净光合速率变化和气孔导度的变化具有相关性，而气孔导度的大小影响CO2的供应，说明辣椒幼苗在不同条件下净光合速率的变化可能与CO2的供应有关。(2)虽然连续光照条件下，辣椒幼苗的净光合速率明显低于正常光周期条件下的，但是连续光照条件下植物不断积累有机物，而正常光周期条件下，幼苗黑暗期间进行呼吸作用消耗的有机物较多，导致植株积累的有机物少，所以正常光周期条件下的壮苗指数低于连续光周期条件下的。(3)根冠比是指植物地下部分与地上部分的干重或鲜重的比值，该比值越高，说明植物将更多的资源分配给地下部分(根系)。实验结果显示，正常光周期条件下和连续光照条件下，红光处理组的株高、茎粗和壮苗指数均最高，说明红光更有利于辣椒幼苗生长。蓝光处理组根冠比的值大，说明蓝光可能更有利于辣椒幼苗根系的生长。 答案：(1)糖类和C5　不同条件下辣椒幼苗的净光合速率变化和气孔导度的变化具有相关性，而气孔导度的大小影响CO2的供应　(2)正常光周期条件下，黑暗期间幼苗呼吸作用消耗的有机物较多 (3)地下部分(或根系)　正常光周期条件下和连续光照条件下，红光处理组的株高、茎粗和壮苗指数均最高　地下部分(或根系) 4．盐胁迫是指植物在生长环境中因盐分浓度过高而受到的不良影响。研究人员研究了盐胁迫下某农作物的生理变化，相关指标检测结果如下表所示。回答下列问题： 盐胁迫 浓度/% 叶绿素相 对含量 相对茎叶干 重(RDWS) 气孔导度/ (mmol· m－2·s－1) 净光合速率/ (mmol· m－2·s－1) 0 0.85 0.75 226.1 15.4 0.25 0.65 0.55 211.2 13.9 注：相对茎叶干重(RDWS)值越接近1，农作物长势受盐胁迫的影响越小；气孔导度表示气孔张开的程度。 (1)盐胁迫条件下，植物气孔导度下降，从适应环境的角度分析，气孔导度下降的意义是________________________________________________，该变化会直接影响暗反应中________________________________________________ ________________________________________________________________________________过程。 (2)可以利用________法简单分离叶绿素，根据____________初步判断叶绿素含量的多少。结果表明，盐胁迫导致叶绿素含量下降，对__________光的吸收量下降，导致________等光反应产物减少。 (3)当植物遭遇盐胁迫时，Na＋转运蛋白能作为催化水解________的酶，通过结构改变将胞内过量的Na＋排出，排出的方式为_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(填跨膜运输方式)。 (4)盐胁迫会引发植物产生并积累有毒害作用的H2O2，从而导致细胞出现____________________(答出1点即可)等衰老现象。研究发现，若保持土壤通气状况，能一定程度上缓解盐胁迫导致的净光合速率下降，可能的原因是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答出1点即可)。 解析：(1)盐胁迫条件下，植物气孔导度下降可减少水分散失，有利于适应盐胁迫环境。气孔导度下降会使进入叶肉细胞的CO2减少，直接影响暗反应中CO2的固定过程。(2)分离叶绿素可采用层析法，可通过色素带的宽度初步判断叶绿素含量的多少。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其含量下降会导致光反应中ATP、NADPH等产物减少。(3)Na＋转运蛋白排出Na＋的过程需要消耗能量，因此Na＋转运蛋白可催化ATP水解，且排出Na＋的方式为主动运输。(4)H2O2积累会导致细胞出现细胞膜通透性改变、酶活性降低等衰老现象。保持土壤通气，能促进根细胞有氧呼吸，为Na＋排出等过程提供更多ATP，同时减少无氧呼吸中有害物质的产生，进而缓解盐胁迫对净光合速率的影响。 答案：(1)减少水分散失，适应盐胁迫环境　CO2的固定　(2)层析　色素带的宽度　红光和蓝紫　ATP、NADPH　(3)ATP　主动运输　(4)酶活性降低、细胞膜通透性改变(答出1点即可)　保持土壤通气可促进根细胞有氧呼吸，为Na＋排出提供更多ATP、减少无氧呼吸中有害物质的产生(答出1点即可) 5．(2025·八省联考四川演练)兴安落叶松在甲、乙两地都有分布，为研究气候变暖对该植物的影响，某团队分别将甲、乙两地的部分兴安落叶松移栽到丙地(三地年降雨量相似，移栽时选择同龄树并连同原地土壤一同移栽)，测定这种树在甲、乙、丙三地的光合作用相关指标，结果如图所示。回答下列问题。 (1)本实验中进行甲、乙两地就地移栽的目的是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在光反应阶段，兴安落叶松叶绿体内___________________________________________________________________ 薄膜上的色素捕获光能，夺取水的电子，经电子传递最终将光能转化成化学能，储存在ATP和NADPH中。 (3)在暗反应阶段，植物通过羧化反应实现对CO2的固定。兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地，其羧化速率________。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。 (4)综上，推测兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地后，其光合速率会________，理由是_____________________________________________________ _______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若进一步研究气候变暖对兴安落叶松光合作用的影响，你认为还可测定的指标有________________________________(答出一点即可)。 解析：(1)据题干信息可知，本实验的目的是研究气候变暖对兴安落叶松的影响，自变量是甲、乙、丙三地的气候状况(或生长季年平均温度)，因变量是兴安落叶松的光合作用情况，故本实验中进行甲、乙两地就地移栽的目的是与移栽到丙地的兴安落叶松形成对照，排除无关变量(气候或温度以外的其他因素)对实验结果(兴安落叶松的光合作用相关指标)的干扰。(2)光反应阶段是在叶绿体内类囊体的薄膜上进行的。(3)据题图可知，兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地后，其最大羧化速率都会增加，由甲、乙、丙三地的纬度与生长季年平均温度可知，其原因是丙地生长季年平均温度高于甲、乙两地，导致丙地植物羧化酶活性高于甲、乙两地，CO2的固定速率变大；丙地生长季年平均温度高于甲、乙两地，导致光反应有关酶活性高于甲、乙两地，最大电子传递速率增大，产生的ATP和NADPH增加，C3的还原速率变大。(4)兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地后，生长季年平均温度提高，导致光反应和暗反应有关酶的活性升高，使其电子传递速率和羧化速率增大，从而使其光合速率增大。若进一步研究气候变暖对兴安落叶松光合作用的影响，还可测定的指标有CO2的吸收速率、O2的释放速率、有机物的积累速率等。 答案：(1)与移栽到丙地的兴安落叶松形成对照，排除无关变量(气候或温度以外的其他因素)对实验结果(兴安落叶松的光合作用相关指标)的干扰　(2)类囊体　(3)增大　兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地后，生长季年平均温度提高，导致暗反应有关酶活性升高，从而使得其羧化速率增大(或兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地后，生长季年平均温度提高，导致光反应有关酶活性升高，电子传递速率增大，产生的ATP和NADPH增加，进而导致其羧化速率增大)　(4)增大　兴安落叶松从甲、乙两地移栽到丙地后，生长季年平均温度提高，导致光反应和暗反应有关酶的活性升高，使其电子传递速率和羧化速率增大，从而使其光合速率增大　CO2的吸收速率、O2的释放速率、有机物的积累速率等(答出一点即可) 学科网（北京）股份有限公司 $