第3单元 第6课时 光合作用的影响因素及其应用-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用的影响因素及其应用”核心考点，依据课标“能量转换与储存”要求，结合近五年广东卷高频考查（2021-2025年均有命题），系统梳理实验探究（如叶圆片上浮实验）和影响因素分析（光、CO₂、温度等）两大模块，归纳实验设计、曲线移动、实际应用等常考题型，对接高考评价体系。 课件亮点在于“真题演练+素养提升”，精选2023年广东卷第18题等真题，通过变量控制分析、补偿点/饱和点移动规律总结等科学思维方法，结合错漏诊断强化探究实践能力，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准定位学情，提升复习效率。

细胞的能量供应和利用 第三单元 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 课标要求 第6课时　光合作用的影响因素及其应用 2 2025·广东卷，18　2024·广东卷，20　2023·广东卷，18　2022·广东卷，2　2022·广东卷，18　2021·广东卷，15 真题统计 3 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 考点二 真题 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点一 影响光合作用的因素及应用 4 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点一 5 1.光合作用强度 (1)概念：植物在___________内通过光合作用制造__________的数量。 (2)表示方法：用一定时间内___________________的数量来定量表示。 单位时间 糖类 原料消耗或产物生成 梳理 必备知识 6 2.探究环境因素对光合作用强度的影响 (1)实验原理 叶肉细胞间隙含有气体→圆形小叶片____________ 圆形小叶片在水中____________ 细胞间隙充满气体→圆形小叶片____________ 抽气体 光合作用释放____________ 上浮 下沉 O2 上浮 梳理 必备知识 (2)实验中变量分析 自变量 不同____________ 控制自变量 调节光源与烧杯的距离进行控制 因变量 __________________ 检测因变量 同一时间段内___________________ 对无关变量进行控制 叶片大小、溶液的量等保持一致 光照强度 光合作用强度 叶片浮起数量 梳理 必备知识 (3)实验流程 黑暗　 浮起的数量 梳理 必备知识 (4)实验结果：光照越强，单位时间内烧杯中圆形小叶片浮起的数量____________。 (5)实验结论：一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断____________。 越多 增强 梳理 必备知识 拾遗•挖掘 (必修1 P105“探究·实践”)(1)探究环境因素对光合作用强度的影响实验中叶片上浮的原因是光合作用产生的氧气会在叶片的细胞间隙处积累，导致浮力增大。 (2)该实验中，若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢，原因是NaHCO3溶液浓度过高会导致叶肉细胞失水，光合速率减慢。 梳理 必备知识 1.使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。(　　) 2.实验中拉动注射器活塞是为了使圆形小叶片内的气体逸出。(　　) 3.(2025·河北卷)对叶片抽气处理后，转到富含CO2的清水中，探究不同光照下的光合作用强度。(　　) 4.在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强度或温度，都 能明显缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。(　　) 5.将沉到水底的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用的目的 是消耗叶片内原有的有机物。(　　) 错漏诊断 √ √ √ × × 考向　探究环境因素对光合作用强度影响的实验分析 1.某实验小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合 作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分 别置于等体积不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相 同强度的适宜光照，记录叶圆片上浮的时长，如 图所示。下列叙述错误的是(　　) A.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 B.本实验也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量 C.若继续增大NaHCO3溶液浓度，叶圆片上浮所需时长会继续缩短 D.若想探究光照强度对光合作用的影响，可通过调节光源与烧杯的距离实现 精练 迁移应用 C 解析：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，A正 确；本实验是探究适宜温度下CO2浓度对光合作 用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)， 可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量，B正确；若继续增大NaHCO3溶液浓度，叶细胞可能会因过度失水而死亡，C错误；通过调节光源与烧杯的距离可代表光照强度的强弱，D正确。 2.用打孔器在某植物的叶片上打出 多个圆片并用气泵抽出叶圆片内气 体直至沉底，然后将等量的叶圆片 分别转至含有等浓度的NaHCO3溶 液的多个培养皿中，然后给予一定的光照，在相同且适宜的条件下，测量不同温度下的叶圆片全部上浮至液面所用的平均时间，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.据图可知，随温度升高叶片光合速率逐渐增大 B.叶圆片上浮至液面的时间由光合作用释放氧气速率的相对大小决定 C.图中B点和C点对应的温度下光合作用有关酶的活性大小相等 D.增加NaHCO3浓度，各温度下叶圆片上浮至液面的时间会缩短 B 解析：随温度升高，叶圆片全部上 浮至液面所用的平均时间先减小后 增大，故叶片光合速率先逐渐增大 后逐渐减小，A错误；叶圆片上浮 至液面的时间由光合作用释放氧气速率的相对大小决定，即净光合速率大小，B正确；B点和C点的净光合速率相等，但对应的温度不同，由于温度变化也会影响呼吸酶的活性，对应的温度下光合作用有关酶的活性大小不一定相等，C错误；光合速率大小受CO2浓度的限制，另外NaHCO3浓度过高会使叶片细胞失水影响光合作用，此时若已经达到CO2饱和状态，则增加NaHCO3浓度，各温度下叶圆片上浮至液面的时间不一定会缩短，D错误。 影响光合作用的因素及应用 考点二 17 1.内部因素 (1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 高于 梳理 必备知识 18 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 增大 梳理 必备知识 (3)叶面积指数 下降 梳理 必备知识 2.外部因素 (1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析 ①光照强度 ATP及NADPH 梳理 必备知识 ②CO2浓度 CO2的饱和点 梳理 必备知识 ③温度 酶的活性 梳理 必备知识 ④水分影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内 CO2　 梳理 必备知识 ⑤无机盐 叶绿素 梳理 必备知识 (2)多因子对光合速率的影响 提高 梳理 必备知识 1.延长光照时间能够提高光合作用强度。(　　) 2.生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之 增加，主要是光反应受到限制。(　　) 3.作物合理间作套种，可充分利用光能，提高单位面积产量。(　　) 4.在大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，是因为农家肥可以为植 物提供CO2，提高光合速率，同时提供植物所需的无机盐。(　　) 错漏诊断 × √ √ √ 探究　如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标 图，当光合作用相关因素改变后，回答a、b、c 点的移动问题。 深研 重难问题 (1)若植物体缺Mg，则对应的b点将向____________移动，判断的依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  右 b点表示光补偿点，此时光合速率＝呼吸速率。若植物体缺Mg，叶绿素含量降低，光合速率下降，需要更强光照条件，才能使光合速率等于呼吸速率，故b点右移 探究　如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标 图，当光合作用相关因素改变后，回答a、b、c 点的移动问题。 深研 重难问题 (2)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 ℃和30 ℃，则温度由25 ℃上升到30 ℃时，对应的a点将__________移，b点将__________移，判断的依据是_______________________________________________ _______________________________________________________________ ___________________________________。  下　 右 温度由25 ℃上升到30 ℃时，呼吸速率上升，故a点下移；呼吸速率上升，光合速率下降，为使光合速率等于呼吸速率，需要更强光照条件，故b点右移 探究　如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标 图，当光合作用相关因素改变后，回答a、b、c 点的移动问题。 深研 重难问题 (3)若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向____________移、____________移、____________移。  上　 左　 左 探究　如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标 图，当光合作用相关因素改变后，回答a、b、c 点的移动问题。 深研 重难问题 (4)若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，则b点将向________移，判断的依据是_______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。  左 植物光合作用最有效的光是红光和蓝紫光，若实验时 将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，光合速率上升，则较弱光照即可 使光合速率等于呼吸速率，故b点将向左移 1.光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题 归纳提升 (1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。 (2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)   B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大光照强度(CO2浓度) 左移 右移 适当减小光照强度(CO2浓度) 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 提醒：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 (3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。 2.饱和点与补偿点的应用分析 (1)饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。 (2)补偿点表示植物在一定条件下开始生长(积累有机物)的临界值，高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 (3)通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。 考向　影响光合作用的因素及应用分析 1.(2021·广东卷，15)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，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　) 精练 迁移应用 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 解析：由图a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)，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)，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，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； 三者光合速率的差异，在一定范 围内，随光照强度的增加而变大， 但是超过光饱和点后，再增大 光照强度三者光合速率的差异 不再变化，D错误。 2.(2026·广东湛江模拟)夏季晴 朗的一天，研究人员测定了某 植物树冠顶层、中层和底层叶 片的净光合速率，结果如图所 示。下列相关叙述错误的是(　　) A.a层叶片在14：00部分气孔关 闭，C5的含量升高 B.一天中，b层叶片有机物积累量达到最大的时刻是10：00 C.c层叶片未出现明显的光合“午休”与其所处环境光照强度较弱有关 D.通过适当修剪过密的枝叶，可提高b层叶片和c层叶片的净光合速率 B 解析：14：00由于温度过高， a层叶片此时部分气孔关闭，吸 收的CO2减少，CO2的固定受到 抑制，消耗的C5减少，而C3还 原成C5正常进行，所以C5的含 量升高，A正确；只要净光合作 用速率大于0，就有有机物的积 累，所以有机物积累量最大的时刻是18：00，B错误；C层叶片在树冠底层，光照弱，温度较低，植物的蒸腾作用弱，没有明显的光合“午休”现象，C正确；适当修剪过密的枝叶，减少a层叶片对b、c层叶片的遮挡，可提高b层叶片和c层叶片的净光合速率，D正确。 3.(2023·广东卷，18)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－1) 类胡萝卜 素/(mg·g－1) 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。  解析：据表格信息可知，与野生型水稻(WT)相比，黄绿叶突变体(ygl)的叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的值较高，导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。 类胡萝卜素/叶绿素的值 较高 红光和蓝紫 水稻材料 叶绿素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/ 叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 (2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·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____________(填“高于”“低于”或“等于”) WT。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是其叶绿素含量较低和　　_____________________。  高于　 细胞呼吸速率较高 解析：光饱和点是光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。据图a可知，ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光照强度。根据图c可知，与WT相比，ygl的呼吸速率较高。据表格信息可知，与WT相比，ygl的叶绿素含量较低，当光照强度较低时，叶绿素含量低会导致光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少，使光合速率降低。综合上述分析可知，ygl具有较高的光补偿点的原因可能是其叶绿素含量较低和细胞呼吸速率较高。 (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______________，是其高产的原因之一。  光能利用率高 解析：虽然ygl的叶绿素含量低，但是高密度栽培条件下，ygl下层叶片获得了更多的光照，表明ygl光能利用率高是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50 μmol·m－2·s－1范围的低 光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化， 在如图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： ___________________________________ ___________________________________ 为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT? 解析：绘制曲线图时要注意：ygl的呼吸速率约为0.9 μmol(CO2)·m－2·s－1， WT的呼吸速率约为0.6 μmol(CO2)·m－2·s－1，而且ygl的光补偿点(约为 28 μmol·m－2·s－1)大于WT的光补偿点(约为15 μmol·m－2·s－1)，具体 曲线图见答案。分析图a和新绘制的曲线，高光照强度和低光照强度条件下 WT和ygl净光合速率的相对大小不同，根据两图可提出问题：为什么达到 光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT? 4.碳中和已成为全球应对气候变化的重要目标。研究表明，从19世纪后半叶到21世纪10年代，大气CO2浓度由285 ppmv增加至414 ppmv，全球平均温度上升1.09 ℃。为实现碳中和目标，我国科学家提出了“三优” (最优的生态系统布局、最优的物种配置、最优的生态系统管理)生态建设和管理原则。 (1)从物质循环的角度分析，大气CO2主要通过植物_________________ (填具体代谢过程)阶段进入陆地生态系统，该过程发生在叶绿体的____________中，其中CO2与________________结合形成三碳化合物。 解析：大气CO2主要通过植物光合作用暗反应阶段进入陆地生态系统，该过程发生在叶绿体的基质中，其中CO2与C5结合形成三碳化合物。 光合作用暗反应 　基质 C5(五碳化合物) (2)森林生态系统是重要的碳汇(碳汇指能够吸收和储存大量CO2的过程或机制)。某研究小组在温度适宜的环境中测定了不同光照强度下某种树幼苗的CO2吸收速率，结果如图所示。 该种树幼苗的光补偿点为____________klx。当光照强度为8~10 klx时，限制该幼苗光合速率的主要环境因素是____________________。若将该幼苗长期置于光照强度为1 klx的环境中，预测其生长状况并说明理由：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  2　 CO2浓度(合理即可) 该幼苗最终会死亡，因为光照强度1 klx低于光补偿点，此时单位时间内呼吸作用消耗的有机物量大于光合作用合成的有机物量，植物体内有机物持续减少(合理即可) 解析：由题图可知，该种树幼苗的光补偿点为2 klx(净光合速率为0时的光照强度)，光饱和点为8 klx，当光照强度超过8 klx后，CO2吸收速率不再随光照强度的增加而增加，此时限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度等。若将该幼苗长期置于光照强度为1 klx(低于光补偿点)的环境中，幼苗净光合速率小于0，有机物持续减少，会出现生长受阻、最后死亡的现象。 (3)研究发现，大气CO2浓度升高会促进植物生长，这种现象被称为“CO2施肥效应”。从光合作用的角度解释这一现象：____________________________________________________________________________________________________________。  CO2是光合作用的原料，在一定范围内，CO2浓度升高会提高光合作用的暗反应速率，增加有机物的合成(合理即可) 解析：CO2是光合作用暗反应阶段的原料，CO2浓度升高可提高CO2与C5的结合效率，加快C3生成与还原，从而增加有机物合成，促进植物生长。 (4)为增强某退化草地的固碳能力，研究人员设计了两种恢复方案： 方案A：种植单一高产牧草品种。 方案B：多种本地草本植物组合种植。 请从生态系统稳定性和碳汇持续性的角度，评价哪种方案更优并说明理由：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  方案B更优。理由：①多种植物组合提高了生态系统的生物多样性，增强了生态系统的稳定性；②不同植物的生态位互补，能更充分地利用光能和土壤资源等，提高生态系统的总生产力；③多样化的植物群落能形成更复杂的食物网结构，有利于碳的长期储存(合理即可) 解析：方案A中单一高产牧草易因环境变化(如病害、极端气候)导致固碳功能下降，生态系统稳定性和碳汇持续性较差。方案B中多种草本植物组合能增加生物多样性，使生态系统的营养结构更复杂，自我调节能力更强，碳储存更稳定；不同植物对光照、水分等资源的利用更充分(生态位分化)，增大了长期固碳能力。 (5)碳中和＝人为碳排放－(海陆碳汇＋CCUS)＝0(CCUS是指通过物理、化学和生物学的方法进行CO2捕集、封存与利用)。我国争取在2060年前实现“碳中和”目标，请从能源利用角度提出两条具体措施：____________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：能源利用角度的具体措施：提高清洁能源占比，如大力发展风能、太阳能等清洁能源替代煤炭、石油等；发展碳捕集与封存技术。 ①减少化石燃料等的消耗；②调整能源结构，增加清洁能源(如风能、太阳能等)的使用比例；③发展碳捕集和封存技术(任答两条，合理即可) 真题　演练感悟 55 1.(2024·北京卷，4)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可 采取的做法是(　　) A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4 ℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 2 3 1 A 56 解析：CO2是光合作用的原料，增加叶片周围 环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧 气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合 作用的酶活性，导致单位时间单位叶面积的氧 气释放量减少，B不符合题意；给光源加滤光 片会使部分光无法通过而减少光照强度，从而降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。 2 3 1 2.(2022·广东卷，18)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。 2 3 1 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____________________________________。  高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 58 解析：观察图b结果可知，培养10天后，A组叶片叶绿素含量为4.2，C组叶片叶绿素含量为4.7，C组叶片叶绿素含量高，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。 2 3 1 (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。 解析：由图b可知，B1组叶片叶绿素 含量为 5.3，B2组叶片叶绿素含量为 3.9，A组叶片叶绿素含量为4.2；B1组净光合速率为20.5，B2组净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组玉米植株的总叶绿素含量为(5.3＋3.9)÷2＝4.6，净光合速率为(20.5＋7.0)/2＝13.75，B组两项数据均高于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。 2 3 1 糖类等有 机物 (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________________ _________________________________。  2 3 1 光照条件　 A组、C组 遮阴程度　 探究能提高作物 产量的具体的最适遮阴比例是多少 解析：分析题意可知，该实验的目的是探 究B组条件下能否提高作物产量。该实验 的自变量为玉米幼苗遮阴程度，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，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，并保证除遮阴程度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：若B组遮阴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阴比例是多少。 2 3 1 3.(2025·广东卷，18)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CO2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。 2 3 1 63 回答下列问题。 (1)图a中，当胞间CO2浓度在900~1 200 μmol·mol－1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 3 1 光照强度、光质 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) 解析：当胞间CO2浓度在900~1 200 μmol·mol－1 范围时，观察图a中红光曲线，随着CO2浓度 增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓度 不是限制因子，可能是光照强度、光质等其 他因素限制了光合速率。此时蓝光下净光合 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。 2 3 1 (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_________________________________________________________ ____________________________________________________。  2 3 1 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 解析：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。突 变体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，导致叶片在不同光质(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。 2 3 1 (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。  2 3 1 有机物中的化学能　 光敏色素 解析：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(先储 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。又因为图b中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大，故 推断光敏色素对PILI5基因表达的影响是负相关，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，图见答案。 2 3 1 (4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式： ____________________________________________________________________________________________________________。  2 3 1 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；通过光敏色素感受光信号调控基因表达，影响植物生理过程 解析：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，通过光敏色素感受光信号，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)。 $