2025版高考生物二轮复习课件 第一部分 专题二 争分点突破3 光合速率的影响因素

光合速率的影响因素争分点突破3

一

核心提炼1.光照(可通过光照强度、光质、光照面积、光照时间等来影响光合速率)(1)光照强度：直接影响光反应速率，光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响暗反应速率。(2)阳生植物的光饱和点远远高于阴生植物，而C4植物的光饱和点高于C3植物。(3)强光伤害——光抑制：主要发生在PSⅡ中，过强的光照强度会在PSⅡ部位产生活性氧等自由基，自由基为强氧化剂，不及时清除会破坏附近的叶绿素及蛋白质，从而使光合器官受损，光合活性下降。因此植物会产生一系列的保护措施：①通过叶片运动、叶绿体运动减少光能的吸收；②加强光呼吸、蒸腾作用等加强热耗散；③增加活性氧的清除系统；④加强PSⅡ的修复循环等。2.CO2的浓度：通过影响暗反应C3的生成来影响光合速率。3.气孔限制因素和非气孔限制因素前者是指环境因素使气孔导度降低，CO2吸收减少，导致光合速率下降。后者是指环境因素影响色素含量、酶的活性等而直接抑制光合作用。4.温度：影响光合作用过程，特别是暗反应中酶的催化效率，从而影响光合作用强度。5.矿质元素：例如Mg、N是叶绿素的组成成分，N也是光合酶的组成成分，P是ATP和NADPH的组成成分。6.水分：缺水并不直接影响光反应，而是降低了气孔导度，影响了CO2进入叶肉细胞，使暗反应速率下降，从而使光合速率下降；或引起光合产物输出受阻，导致光合速率下降。(水是光反应的原料，没有水就不能进行光合作用。因此有人认为缺水是通过影响光反应来影响光合速率的。实际上，植物光合作用需要的水不足根从土壤中吸收水的1%。缺水只会间接引起光合速率下降，即通过促使叶片气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞；还会导致叶片内淀粉水解加强，糖类堆积，光合产物输出受阻)1.正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是_____________________________(答出1点即可)。2.植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是_______________________________________________。除通气外，还需更换营养液，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。自身呼吸消耗或建造植物体结构增加培养液中的溶氧量，促进根部细胞进行呼吸作用根细胞通过呼吸作用产生的二氧化碳溶于水形成碳酸，导致营养液pH下降；植物根系吸收了营养液中的营养元素，导致营养液成分发生改变3.种植海水稻时，应做到合理密植的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答2点)。4.强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有________________________________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是_______________________________________________________________。作用面积或提高光能利用率；减少农作物对CO2等的竞争或有利于通风；减少农作物对无机盐和水分的竞争；防止叶片相互遮挡从而减少有机物的消耗等合理密植有利于增加光合五碳化合物供应不足、CO2供应不足强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生氧气的速率增强二

真题演练1.(2023·重庆，19节选)水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的重要因素。(1)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的某一突变体水稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研究者在相同光照强度的强光条件下，测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略)，结果如表。注：RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶；Vmax是RuBP羧化酶催化的最大速率。项目光反应暗反应光能转化效率类囊体薄膜电子传递速率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0.49180.14.6129.5突变体0.66199.57.5164.5据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是________________________________________。突变体的光反应与暗反应速率都较野生型快项目光反应暗反应光能转化效率类囊体薄膜电子传递速率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0.49180.14.6129.5突变体0.66199.57.5164.5(2)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略)，结果如表。项目田间光照产量田间遮阴产量野生型6.936.20突变体7.353.68①在田间遮阴条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是______________________，外因是_____________。②根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度)，突变体水稻较野生型____(填“高”“低”或“相等”)。突变体叶绿素含量太低光照强度太低高2.(2022·山东，21节选)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。回答问题：分组处理甲清水乙BR丙BR＋L据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过____________________________发挥作用。分组处理甲清水乙BR丙BR＋L减弱促进光反应中关键蛋白的合成3.(2024·湖南，17节选)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题：(1)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量______，从叶绿素的合成角度分析，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。减少

缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等元素的吸收，使叶绿素合成减少(2)现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①_____________________________________________；②____________________________________________________；③__________________________________________________；④基因测序；⑤_______________________。分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳和已知基因序列进行比较4.(2024·山东，21节选)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。检测指标植株14天21天28天胞间CO2浓度/(μmolCO2·mol－1)野生型140151270突变体110140205气孔导度/(molH2O·m－2·s－1)野生型1259541突变体14011278(1)结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄速度慢的原因是____________________________________________________________________________________________________________。突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成、提高类囊体膜蛋白稳定性，有利于维持叶绿素含量稳定对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型，可能是突变型细胞分裂素合成增加，使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿素的合成，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点______(填“高”或“低”)，理由是__________________________________________________________________高突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是___________________________________________________________________________________________________叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，图中突变体蔗糖转化_______________________________________________________________。酶活性大于野生型，因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型5.(2024·新课标，31节选)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题：(1)光照t时间时，a组CO2浓度_____(填“大于”“小于”或“等于”)b组。大于b组O2浓度高于a组，说明光合速率大于呼吸速率，整体表现为吸收CO2，释放O2。因此，a组CO2浓度大于b组。(2)若延长光照时间，c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时，a、b、c中光合速率最大的是______组，判断依据是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。b

密闭容器中，c组的O2浓度不再增加，说明此时由于CO2不足，导致光合速率减弱等于呼吸速率；a组O2浓度等于初始浓度，也意味着光合速率等于呼吸速率；而b组此时光合速率仍然大于呼吸速率。综合来看，b组的光合速率最大密闭容器中，c组的O2浓度不再增加，说明此时由于CO2不足，导致光合速率下降等于呼吸速率；a组O2浓度等于初始浓度，也意味着光合速率等于呼吸速率。而b组此时光合速率仍然大于呼吸速率。综合来看，b组的光合速率最大。(3)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会________(填“升高”“降低”或“不变”)。升高d组O2浓度等于c组是由于密闭容器中CO2的限制，此时光合速率等于呼吸速率，打开容器之后，提供了更多的CO2，此时即便以c组的光照强度仍然可以使得光合速率上升，大于呼吸速率。6.(2024·湖北，21)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。回答下列问题：(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞______(填“吸水”或“失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率________(填“增大”或“不变”“减小”)。失水减小(2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。促进r组是rhc1基因功能缺失突变体，即缺少rhc1基因产物，wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2，高浓度CO2时，wt组气孔开放度低于r组，说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。(3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是__________________________________________________________________________________________________。

脱落酸促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减弱蒸腾作用，保存植物体内的水分，使植物能够在干旱环境中生存脱落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还能促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减弱蒸腾作用，保存植物体内的水分，使植物能够在干旱环境中生存。(4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是_____(填“ht1”或“rhc1”)。rhc1分析图1可知，高浓度CO2时，蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。分析图2可知，高浓度CO2时，r组气孔开放度高于wt组、h组和h/r组，说明高浓度CO2时，rhc1基因产物会抑制气孔开放(促进气孔关闭)。由此推测，rhc1基因编码的是蛋白甲。三

模拟预测1.(2024·济南高三三模)大红袍枇杷是常绿植物。在华东地区某校园里有一片大红袍枇杷果园，该校师生成立了兴趣研究小组，对大红袍枇杷不同情况下的净光合速率进行了检测。(1)研究小组检测了不同光照强度下的净光合速率，发现大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测大红袍枇杷应为______(填“阴生”或“阳生”)植物。阴生(2)每到冬季，植物大多落叶凋零。大红袍枇杷开出满树黄白色的花，但干物质质量却不降反升，原因是___________________________________________________________________________________________________________。大红袍枇杷为常绿植物，冬季也能进行一定强度的光合作用，且温度低呼吸作用弱，有机物逐渐积累使干物质质量增加(3)该研究小组分别在6月和11月晴朗的某一天检测了大红袍枇杷的净光合速率，检测结果如图所示，表示6月检测的应是______(填“图1”或“图2”)，据图分析原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。图16月光照强度和温度远高于11月，光合作用较强，净光合作用强度要高很多；6月中午因气温高，气孔部分关闭，光合速率降低，表现出明显的光合午休现象2.(2024·泰安高三模拟)研究人员发现大豆细胞中GmPLP1(一种光受体蛋白)的表达量在强光下显著下降。据此，他们作出“GmPLP1参与强光胁迫响应”的假设。为验证该假设，他们选用WT(野生型)、GmPLP1－ox(GmPLP1过表达)和GmPLP1－i(GmPLP1低表达)转基因大豆幼苗为材料进行相关实验，结果如图1所示。请回答下列问题：(1)强光胁迫时，过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体(PSⅡ)造成损伤，并产生活性氧(影响PSⅡ的修复)，进而影响______________的供应，导致暗反应__________(填生理过程)减弱，生成的有机物减少，致使植物减产。NADPH和ATPC3的还原强光胁迫时，过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体(PSⅡ)造成损伤，光反应减弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，而暗反应过程中C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，因此导致暗反应C3的还原减弱，生成的有机物减少，致使植物减产。(2)图1中，光照强度大于1500μmol·m－2·s－1时，随着光照强度的增加，三组实验大豆幼苗的净光合速率均增加缓慢，分析其原因可能是_______________________________________________________________________(试从暗反受胞间CO2浓度的限制；受光合作用有关酶的数量(活性)的限制；受温度的影响应角度答出2点)。该实验结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应，判断依据是____________________________________________________________________________________________________________________________。

一定范围内，光照较强时，与WT相比，GmPLP1的表达量增加抑制大豆幼苗的光合作用；GmPLP1的表达量减少促进大豆幼苗的光合作用(3)研究小组在进一步的研究中发现，强光会诱导蛋白GmVTC2b的表达。为探究GmVTC2b是否参与大豆对强光胁迫的响应，他们测量了弱光和强光下WT(野生型)和GmVTC2b－ox(GmVTC2b过表达)转基因大豆幼苗中抗坏血酸(可清除活性氧)的含量，结果如图2所示。根据结果可推测在强光胁迫下，GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性(生物对强光胁迫的忍耐程度)，其原理是_________________________________________________________________________________________。GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力，从而增加植株对强光胁迫的耐受性由于GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力，从而增加植株对强光胁迫的耐受性，因此在强光胁迫下GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性(生物对强光胁迫的忍耐程度)。(4)经进一步的研究，研究人员发现GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能，减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性。若在第(3)小题实验的基础上增设一个实验组进行验证，该实验组的选材为_________________________________________________________________的转基因大豆幼苗(提示：可通过转基因技术得到相应基因过表达和低表达的植物)。根据以上信息，试提出一个可提高大豆对强光胁迫的耐受性，从而达到增产目的的思路：__________________________________________________________________________________________。GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达(或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达)

抑制大豆细胞中GmPLP1的表达；促进大豆细胞中GmVTC2b的表达；增加大豆细胞中抗坏血酸的含量为了验证GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能，减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性，可通过设置GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达(或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达)的转基因大豆幼苗来进行实验。3.(2024·潍坊高三二模)在自然环境下，水稻的生长和发育过程往往会受到多种胁迫交叉作用。为探究干旱预处理后水稻响应高温胁迫的机制，研究人员以水稻品种“N22”为材料，设置水稻幼苗正常生长组(CK)、单一高温处理组(H)以及干旱——高温交叉处理组(DH)进行水培实验，实验处理及结果如表所示。组别CKHDH实验处理昼/夜温度为25℃/20℃，不添加PEG－6000的营养液，培养3d昼/夜温度为38℃/30℃，不添加PEG－6000的营养液，培养3d？叶绿素总量/(mg·g－1)2.070.371.98叶绿素a/b比值3.073.063.05光合速率/(μmol·m－2·s－1)5.371.784.75气孔导度/(mmol·m－2·s－1)0.340.120.39胞间CO2浓度/(μmol·mol－1)395.32362.78425.65注：在营养液中添加PEG－6000模拟干旱胁迫。(1)实验中常采用纸层析法分离叶绿素，该方法判断叶绿素a较叶绿素b含量更高的依据是______________________________________________________________________。相比对叶绿素a的影响，单一高温对叶绿素b的影响_________(填“大”“小”或“基本一致”)。

叶绿素a所在的色素条带的颜色比叶绿素b的深，色素条带宽度也比叶绿素b的宽基本一致相比对叶绿素a的影响，单一高温对叶绿素b的影响基本一致，因为与CK组相比，单一高温组的叶绿素a/b的比值基本一致。组别CKHDH实验处理昼/夜温度为25℃/20℃，不添加PEG－6000的营养液，培养3d昼/夜温度为38℃/30℃，不添加PEG－6000的营养液，培养3d？叶绿素总量/(mg·g－1)2.070.371.98叶绿素a/b比值3.073.063.05光合速率/(μmol·m－2·s－1)5.371.784.75气孔导度/(mmol·m－2·s－1)0.340.120.39胞间CO2浓度/(μmol·mol－1)395.32362.78425.65(2)表中DH组的实验处理“？”应为________________________________________________________。为保证实验结果的科学性，实验期间各组的________________________________(答出两点即可)等实验条件应保持一致。昼/夜温度为38℃/30℃，添加PEG－6000的培养液，培养3d光照强度、光照时间、CO2浓度表中DH组的实验处理为昼/夜温度为38℃/30℃，添加PEG－6000的培养液，培养3d，为保证实验结果的科学性，实验期间各组的光照强度、光照时间、CO2浓度等实验条件均保持一致。组别CKHDH实验处理昼/夜温度为25℃/20℃，不添加PEG－6000的营养液，培养3d昼/夜温度为38℃/30℃，不添加PEG－6000的营养液，培养3d？叶绿素总量/(mg·g－1)2.070.371.98叶绿素a/b比值3.073.063.05光合速率/(μmol·m－2·s－1)5.371.784.75气孔导度/(mmol·m－2·s－1)0.340.120.39胞间CO2浓度/(μmol·mol－1)395.32362.78425.65(3)据表分析，单一高温胁迫后，水稻幼苗的光合速率下降，可能原因有__________________________________________________(答出两点即可)。DH组的水稻幼苗各项光合参数较H组上升，该结果表明________________________________________________________。降低、气孔导度下降、胞间CO2浓度下降叶绿素总量对水稻幼苗进行适当的干旱预处理，有利于提高水稻的耐热性4.(2024·常德高三三模)为了研究高温胁迫对水稻拔节期相对叶绿素含量(SPAD)和净光合速率的影响，研究人员以镇稻6号水稻为材料进行实验，温度具体设定如下：10点为36℃、11点为38℃、12点为39℃、13点为40℃、14点为38℃、15点为35℃，实验结果如图1和图2。回答下列问题：(1)据图1可知，CK组水稻的SPAD在10：00～15：00时与温度的总体关系是_______________________。高温胁迫______d处理，12：00～13：00相对叶绿素含量下降最多。温度越高，SPAD越低5(2)结合图1和图2，各处理组10：00～13：00时，水稻净光合速率与相对叶绿素含量的变化趋势大致相同，说明高温胁迫下净光合速率下降的原因之一是________________________________。除了上述原因外，还可能是___________________________________________________________________________________(至少答出1点)。叶绿素含量下降，光反应速率减慢高温破坏了叶绿体的结构或高温使叶绿体中酶活性降低、高温影响了暗反应中CO2的供应等失活的途径有_____________________________________________________________________________________________________(答出两点)。(3)PSⅠ和PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统，图3为高温胁迫诱导水稻PSⅡ发生光抑制的局部作用机理图。ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一。高温胁迫下，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光反应中的__________反应，电子传递受阻，光合作用强度下降。分析图3，高温胁迫导致PSⅡ水的光解

高温胁迫下产生过量ROS，一方面抑制D1蛋白合成，导致PSⅡ失活；另一方面ROS过量还可以直接导致PSⅡ失活5.(2024·长沙高三检测)为研究Mg2＋对光合作用的影响，研究者进行了一系列的研究。请回答下列问题：(1)研究发现叶肉细胞的光合能力的昼夜节律不但与环境光照条件的变化有关，还与细胞内相关生理周期有关。叶绿体中的Mg2＋浓度呈现出同样的昼夜波动规律，而光合色素含量无此变化，据此推测Mg2＋______(填“是”或“不是”)通过影响色素含量进而影响光合能力。不是(2)为探究叶绿体中Mg2＋节律性波动的原因，对多种突变体水稻进行实验。通过检测，野生型、突变体MT3(MT3蛋白缺失，MT3蛋白为Mg2＋转运蛋白)的叶绿体中Mg2＋含量变化如图所示，该结果可说明：MT3蛋白缺失，导致Mg2＋进入叶绿体的效率降低；__________________________________________________________________________(写出两点)。突变体MT3叶绿体中Mg2＋仍然节律性波动；MT3蛋白并不是唯一的Mg2＋转运蛋白(3)另一株突变体OS(OS蛋白缺失)，叶绿体中Mg2＋含量显著升高。据此，对MT3蛋白、OS蛋白的作用关系，研究者提出以下两种假设。假设1：OS蛋白抑制MT3蛋白，从而影响Mg2＋运输至叶绿体内。假设2：_______________________________________________________。若假设1是正确的，则野生型和不同突变体的叶绿体中Mg2＋含量最高的是_____(填字母)。A.野生型B.突变体MT3C.突变体OSD.双突变体OM(OS蛋白、MT3蛋白均缺乏)MT3蛋白运输Mg2＋至叶绿体内，而OS蛋白将Mg2＋运出叶绿体C若假设1正确，突变体OS中OS蛋白缺失则无法抑制MT3蛋白转运Mg2＋，野生型中OS蛋白正常抑制MT3蛋白转运Mg2＋，突变体MT3无法转运Mg2＋，故突变体OS叶绿体中Mg2＋含量最高，C正确。6.小麦是我国主要的粮食作物，干旱是限制小麦生长的主要因素之一。研究人员以小麦品种百农207为实验材料，探究外源独脚金内酯(GR24)对干旱胁迫下小麦幼苗生长的影响，部分实验结果如图所示。回答下列问题：注：CK对照组为Hoagland营养液培养，SL组为Hoagland营养液＋GR24培养，P组为Hoagland营养液＋干旱胁迫培养，PS组为“？”培养；其他条件相同且适宜。(1)研究发现，干旱胁迫下小麦叶片黄化程度明显，据图甲分析，原因是_____________________________________。干旱胁迫下小麦叶片的总叶绿素含量降低(2)实验中，PS组的“？”培养条件是________________________________________。图乙中，与CK组相比，P组叶片相对含水量显著降低，而PS组叶片相对含水量较P组显著增加，推测这一变化可能与_____________________________________引起的蒸腾量减少有关。Hoagland营养液＋干旱胁迫＋GR24培养导致)小麦叶片气孔部分关闭(外施GR24(3)结合图甲、乙分析可知，GR24能有效缓解干旱胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用，其缓解的机制是________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。GR24可缓解干旱引起小麦叶片的叶绿素含量下降；可使小麦叶片的气孔部分关闭，减少蒸腾作用散失水分四

专题强化练12345678910111213答案对一对题号12345678910答案CBABDADABDBCDAD题号11答案(1)ATP和NADPH核酮糖－1,5－二磷酸和糖类等(2)减法原理加法原理(3)增大①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合作用12345678910111213对一对题号

12答案(1)光、H蛋白CO2浓度、温度、水分、矿质元素等(2)不能突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型PSⅡ系统损伤大但能修复(3)少突变体NPQ高，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多题号13答案(1)叶绿体类囊体薄膜作为还原剂并提供能量(2)高温、药物L多株、生长状况良好、株高相近(3)降解增加抑制Q蛋白合成后，高温组与常温组差值增大，说明高温情况下，Q蛋白合成增加；高温下Q蛋白的含量下降，可推测Q蛋白降解增加是其含量下降的主要原因答案1.如图表示在自然条件下，甲、乙两种植物的CO2吸收量随光照强度变化的变化情况，下列有关说法错误的是A.连续的阴雨天气，生长受影响更大的是

甲植物B.bc段，限制甲、乙两种植物光合速率的

环境因素不同C.d点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等D.若提高外界环境的CO2浓度，则a、b两点都可能向左移动√12345678910111213答案与乙植物相比，甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大，更适合生长在光照较强的条件下，故连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物，A正确；据图分析，bc段限制甲植物光合速率的主要环境因素是光照强度，限制乙植物光合速率的环境因素不是光照强度，可能是CO2浓度等因素，B正确；12345678910111213答案d点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等，说明净光合速率相等，但甲、乙两种植物呼吸速率不一定相等，故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量(真正光合作用)不一定相等，C错误；图中a、b两点对应的光照强度是甲、乙植物的光补偿点，此时甲、乙植物的光合速率等于呼吸速率，在自然条件下，提高外界环境的CO2浓度，光合速率会增大，达到光合速率等于呼吸速率所需的光照强度变小，则a、b两点都可能向左移动，D正确。12345678910111213答案2.(2024·济南高三模拟)图甲表示不同光照强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响；图乙为16h光照、8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响。下列有关叙述正确的是12345678910111213答案A.大豆吸收的磷用于合成磷脂、脂肪、ATP等物质B.图甲OA段，无机磷不是其光反应的主要限制因素C.与低磷相比，高磷条件更利于叶片积累淀粉D.24h时叶片中高磷条件下的淀粉与高磷条件下的蔗糖含量相同√12345678910111213答案脂肪由C、H、O构成，不含P，A错误；由图乙可知，低磷比高磷条件的淀粉含量高，故低磷条件更利于叶片积累淀粉，C错误；24h时叶片中高磷条件下的淀粉与高磷条件下的蔗糖含量的曲线相交，但纵坐标所表示的值大小不同，D错误。12345678910111213答案3.番茄叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示(①～④表示过程)。某实验室用水培法栽培番茄进行相关实验的研究，在CO2充足的条件下番茄植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示。下列说法正确的是A.图1中，晴朗的白天番茄叶肉细胞中产生ATP的

过程是①③④B.图2中，9～10h间，光合速率迅速下降，最可能

发生变化的环境因素是温度C.培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是

植物排出无机盐导致培养液渗透压升高D.图2中两曲线的交点(a点)时，叶肉细胞不吸收外

界的CO2√12345678910111213答案图1中，过程①中H2O分解产生O2和H＋，是光合作用的光反应阶段，合成ATP，过程②中H＋将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用的暗反应阶段，消耗光反应产生的ATP，过程④是C6H12O6分解成CO2和H＋，是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，过程③是H＋与O2结合生成水，是有氧呼吸的第三阶段，产生大量ATP，A正确；12345678910111213答案图2中，9～10h间，光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降，也可能是突然停止光照，但呼吸作用也受到温度影响，而呼吸速率并没有明显下降，故不是温度变化，B错误；图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，a点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能进行光合作用，也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D错误。12345678910111213答案4.气孔导度(植物叶片气孔张开的程度)受CO2浓度、光照强度、温度等多种环境因素的影响，其也会影响植物光合作用、蒸腾作用等生命活动。研究人员测量某植物在不同CO2浓度和光照强度下的气孔导度，绘制出图示立体图。下列叙述正确的是A.气孔导度达到最大时，植物的光合作

用强度将达到最大B.170ppmCO2浓度时，适当提高光照强

度会增加气孔导度C.当光照强度为0时，气孔导度不受CO2

浓度增加的影响D.CO2浓度和光照强度均不变时，气孔导度也不会发生改变12345678910111213答案√气孔导度随着CO2浓度的升高而降低，气孔导度达到最大时，CO2浓度较低，植物的光合作用强度不一定最大，A错误；当170ppmCO2浓度时，适当提高光照强度会增加气孔导度，B正确；当光照强度为0，CO2浓度小于170ppm时，气孔导度随CO2浓度增加而减小，C错误；12345678910111213答案气孔导度受CO2浓度、光照强度、温度等多种环境因素的影响，当CO2浓度和光照强度均不变时，气孔导度也可能会发生改变，D错误。12345678910111213答案12345678910111213答案5.(2024·郴州高三二模)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7℃。下列相关叙述错误的是A.在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大B.CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关C.CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高，C3含量低D.热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加√光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大，A正确；CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关，此时CO2进入气孔减少，暗反应减慢，B正确；酶活性需要适宜的温度，热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7℃，热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光合速率不会一直增加，D错误。12345678910111213答案6.(2024·潍坊高三预测)现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是A.由图甲可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需

吸收更多的Mg2＋B.由图乙可知，在实验温度范围内，高光强条件下

光合速率并不是随着温度升高而升高C.由图乙分析可知，在20℃下持续光照2h，高光

强组比低光强组多消耗CO2150μmol·g－1D.若细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g－1·h－1，则在

30℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖26.5μmol12345678910111213答案√Mg2＋可参与构成叶绿素，由图甲可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而适应低光强环境，但不能得出“绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2＋”的结论，A错误；由图乙可知，在高光强条件下，25℃下的光合速率高于20℃和30℃下的光合速率，故在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高，B正确；12345678910111213答案图乙中的绿藻放氧速率表示净光合速率，则在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组释放的O2量多2×75＝150(μmol·g－1)，根据光合作用的反应式可知，多消耗CO2的量也为150μmol·g－1，C正确；12345678910111213答案图乙中的绿藻放氧速率表示净光合速率，根据光合作用的反应式可知，6分子的O2对应1分子的葡萄糖，若绿藻在30℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g－1·h－1，则用O2表示，在该条件下总光合速率为30＋129＝159(μmol·g－1·h－1)，根据光合作用的反应式可知，此时每克绿藻每小时制造葡萄糖为159/6＝26.5(μmol)，D正确。12345678910111213答案7.研究人员采用不同光质的荧光灯对日光温室内番茄定时补光进行实验，研究不同光质补光对番茄生长、产量及品质的影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是12345678910111213答案处理株高/cm茎粗/mm叶面积/cm2叶片数叶绿素含量/(mg·g－1)单果质量/g单株果数/个单株产量/gCK96.713.2578.716.71.65206.25.7978.0B98.212.7534.716.91.64189.95.8915.3R100.412.3622.116.71.77211.16.71197.0RB98.112.7588.616.41.70201.16.01011.1注：字母CK、B、R、RB分别代表白光、蓝光、红光、红蓝混合光处理。12345678910111213答案处理株高/cm茎粗/mm叶面积/cm2叶片数叶绿素含量/(mg·g－1)单果质量/g单株果数/个单株产量/gCK96.713.2578.716.71.65206.25.7978.0B98.212.7534.716.91.64189.95.8915.3R100.412.3622.116.71.77211.16.71197.0RB98.112.7588.616.41.70201.16.01011.1A.吸收、转化光能的色素分布于番茄叶肉细胞中叶绿体的类囊体薄膜上B.红光可通过增加叶面积及叶绿素含量来促进光合作用，使番茄产量增加C.实际种植过程中不宜对番茄单独补充蓝光D.B和R对株高具有协同作用，与番茄细胞含有光敏色素及蓝光受体有关√B和R同时使用并没有看出明显好于单独使用的株高数据，因而不能说明B和R对株高具有协同作用，光合色素吸收的是可见光，而光敏色素主要吸收的是红光和远红光，D错误。12345678910111213答案8.(不定项)(2024·怀化高三模拟)水杨酸(SA)对植物抗逆性有一定作用。为研究SA作用机制，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(D1是促进光合作用活性的关键蛋白)含量，结果如图甲所示(实验一、二为重复实验)。科研人员继续在较强光照下进行了相关实验，以探究SA对小麦作用的适宜浓度，结果如图乙所示。下列叙述错误的是12345678910111213答案12345678910111213答案A.SA通过减少较强光照造成的D1蛋白含量降低程度，降低抗逆性B.图甲重复实验的目的是进一步摸索实验条件C.为确定SA作用的最适浓度，应在0.1～0.3μmol·L－1之间进一步实验D.较强光照下，特定浓度NaCl与SA对小麦光合作用存在协同作用√√√12345678910111213答案由图甲可知，较强光照会导致D1含量下降，较强光照下用SA处理后D1含量虽仍低于CK组，但明显高于W2组，可推测SA通过减少较强光照造成的D1蛋白含量(光系统Ⅱ活性)降低程度，提高抗逆性，A错误；12345678910111213答案重复实验的目的是减少实验误差，B错误；由图乙可知，SA作用的最适浓度在0.1～0.3μmol·L－1之间，C正确；12345678910111213答案由图乙可知，在较强光照下，与清水组相比，单独使用特定浓度NaCl处理后，小麦光合相对值降低，而与特定浓度NaCl＋SA共同处理组相比，特定浓度NaCl＋SA共同处理组的小麦光合相对值有所提高，说明特定浓度NaCl＋SA对小麦光合作用的作用效果相反，D错误。9.(不定项)(2024·长沙高三二模)科研人员为探究某植物叶片昼夜酸度变化趋势与光合作用的关系，进行了相关实验并得出图甲、乙所示的结果。下列相关叙述正确的是A.该植物叶片进行光合作用时产生O2

和利用CO2的场所均为叶绿体基质B.在低CO2浓度处理条件下，叶片酸

度变化规律是夜晚升高、白天降低C.在低CO2浓度处理条件下，叶片中苹果酸变化规律是夜晚积累、白天消耗D.由实验可知，该植物叶片昼夜酸度变化可能与苹果酸消耗时产生的CO2有关√12345678910111213答案√√植物叶片进行光合作用时产生O2和利用CO2的场所分别为叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质，A错误。12345678910111213答案10.(不定项)(2024·泰安高三模拟)玉米固定CO2的能力远强于水稻，与其体内固定CO2的酶有关。图1是夏季晴朗的白天，玉米和水稻净光合速率的变化曲线。科学家将玉米体内固定CO2的酶基因导入水稻后，在相同且适宜条件下分别测定转基因水稻和野生型水稻的净光合速率随光照强度的变化，结果如图2所示。下列相关叙述正确的是12345678910111213答案A.图2中限制b点转基因水稻光合速率的主要环

境因素是光照强度B.与c点相比，b点对应的净光合速率较大的原

因是CO2浓度较高C.与a点相比，b点水稻叶肉细胞中C3含量减少，

C3生成速率变慢D.图1中两曲线相交时，玉米和水稻的O2释放速

率相等12345678910111213答案√√分析题图2，当光照强度大于b点对应的光照强度时，转基因水稻的净光合速率还在增大，因此，限制b点转基因水稻光合速率的主要环境因素是光照强度，A正确；转基因水稻能表达玉米体内固定CO2的酶，固定CO2的能力增强，使b点对应的净光合速率大于c点，B错误；与a点相比，b点光照强度增大，C3的生成与消耗速率均增大，C错误；净光合速率可以用O2释放速率来表示，故图1中两曲线相交时，玉米和水稻的O2释放速率相等，D正确。12345678910111213答案11.(2024·安徽，16)为探究基因OsNAC对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果如表。回答下列问题：12345678910111213答案

净光合速率/(μmol·m－2·s－1)叶绿素含量/(mg·g－1)WT24.04.0KO20.33.2OE27.74.6(1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖－1,5－二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3－磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3－磷酸甘油酸接受______________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为_____________________________。12345678910111213答案ATP和NADPH糖－1,5－二磷酸和糖类等核酮

净光合速率/(μmol·m－2·s－1)叶绿素含量/(mg·g－1)WT24.04.0KO20.33.2OE27.74.6在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3－磷酸甘油酸分子(C3)，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量且被NADPH还原，随后在叶绿体基质中转化为核酮糖－1,5－二磷酸(C5)和糖类等。12345678910111213答案(2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的_________、_________(填科学方法)。12345678910111213答案减法原理加法原理

净光合速率/(μmol·m－2·s－1)叶绿素含量/(mg·g－1)WT24.04.0KO20.33.2OE27.74.6与水稻的野生型(WT)相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。12345678910111213答案(3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率______。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。12345678910111213答案增大结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①___________________________________________________