高中生物2015-2024年10年高考真题专题分类汇编-专题6光合作用考点3光合作用的影响因素及应用

第第页专题6光合作用考点3光合作用的影响因素及应用(2024北京，4，2分)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【答案】A【解析】题图曲线体现了光照强度对光合速率的影响，当氧气释放速率达到X时，氧气释放速率已不再随光照强度的增加而增大，要提高X，就需要考虑改变影响光合作用的其他因素，如可采取增加叶片周围环境CO2浓度，A正确；在4℃的冷室中，叶片中与光合作用有关的酶活性降低，光合速率下降，不能提高X，B错误；给光源加滤光片等同于降低光照强度，X可能降低，缩小冷光源与叶片的距离可增加光照强度，但对X无影响，C、D错误。(2022湖南，13，4分)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是 ()A.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降【答案】AD【解析】叶片蒸腾作用强，植物体为防止失水过多，部分气孔关闭，影响了CO2的进入量，抑制了暗反应，A正确；在上述过程中，光反应不受影响，但是由于光反应产物的积累，会存在反馈机制，抑制叶片转化光能的能力，D正确；温度可影响光合酶和呼吸酶的活性，12时左右光合作用强度明显减弱，但不会小于呼吸作用强度，B错误；与光合作用有关的色素位于叶绿体类囊体薄膜上，C错误。(2022海南，3，3分)某小组为了探究适宜温度下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，从烧杯底部给予适宜光照，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.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B.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C.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D.若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短【答案】B【解析】本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现)，温度、光照等属于无关变量，应相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；若从适宜温度降低到4℃，与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。(2022北京，2，2分)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出 ()A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高C.CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小D.10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高【答案】D【解析】由题图可知，当CO2浓度一定时，在一定温度范围内，光合速率随着温度的升高而升高，达到最适温度时，光合速率达到最大值，之后光合速率随温度的升高而降低，A不符合题意；由题图可知，当CO2浓度为200μL∙L-1时，光合作用最适温度在20~30℃，当CO2浓度为370μL∙L-1时，光合作用最适温度约为30℃，当CO2浓度为1000μL∙L-1时，光合作用最适温度大于30℃，故在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高，B不符合题意；当CO2浓度为200μL∙L-1时，光合速率曲线随温度的升高变化幅度较小，即温度对光合速率影响小，C不符合题意；10℃时，CO2浓度从200μL∙L-1上升到370μL∙L-1时，光合速率有所提高，但当CO2浓度从370μL∙L-1上升到1000μL∙L-1时，光合速率基本不变，故不能判断10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D符合题意。(2022福建，13，4分)曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。如图中的曲线可以表示相应生命活动变化关系的是()A.曲线a可表示自然状态下，某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系B.曲线a可表示葡萄糖进入红细胞时，物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系C.曲线b可表示自然状态下，某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系D.曲线b可表示在晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化的关系【答案】C【解析】自然状态下，随着环境CO2浓度升高，固定CO2的C5和相关酶达到饱和，CO2吸收速率不再增加，但一般不会出现曲线后段的下降，所以不能用曲线a表示，A错误；葡萄糖以协助扩散方式进入红细胞，膜两侧葡萄糖浓度差越大，运输速率越大，但最终受到细胞膜上葡萄糖载体数量的限制，故曲线达到最大值后维持相对稳定，不能用曲线a表示，B错误；自然状态下，某池塘草鱼种群增长速率随时间变化先上升后下降，关系如曲线b所示，C正确；在晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度的变化而变化，清晨或傍晚光强较弱时净光合速率可能小于零，不符合曲线b，D错误。(2021辽宁，2，2分)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是()A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量D.适时通风可提高生产系统内的CO2浓度【答案】B【解析】光的波长和光照强度影响光合作用，可以根据植物生长规律对二者进行调控，A选项正确；培养液的浓度应低于根细胞细胞液的浓度，以使植物根细胞能够正常吸收水分，B选项错误；温度通过影响酶的活性，从而影响光合速率与呼吸速率，白天最适温度条件下积累有机物多，夜晚温度低消耗有机物少，有利于提高作物产量，C选项正确；CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响光合速率，适当通风能提高CO2浓度，有利于提高光合作用，D选项正确。(2021湖南，7，2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度【答案】A【解析】弱光条件下植物仍然可以进行光合作用，只不过光反应产生的氧气较少，被植物体全部用来进行有氧呼吸，最终表现为没有氧气释放，A错误；在暗反应阶段，CO2先与C5结合形成C3，C3再被还原成糖类和C5，故CO2不能直接被还原，B正确；禾谷类作物开花期光合作用的产物有一部分用来维持花穗的生长发育，剪掉部分花穗后，有机物的输出减少，会造成光合产物的短期积累，从而抑制光合作用，C正确；合理密植有利于充分利用光能，从而提高光合作用强度，有机肥富含有机物，能在微生物的分解作用下产生CO2和其他养分，利于植物进行光合作用，D正确。(2021湖北，9，2分)短日照植物在日照时数小于一定值时才能开花。已知某短日照植物在光照10小时/天的条件下连续处理6天能开花(人工控光控温)。为了给某地(日照时数最长为16小时/天)引种该植物提供理论参考，探究诱导该植物在该地区开花的光照时数X(小时/天)的最大值，设计了以下四组实验方案，最合理的是()实验方案对照组(光照时数：小时/天，6天)实验组(光照时数：X小时/天，6天)A.104≤X<10设置梯度B.108≤X<10，10<X≤16设置梯度C.1010<X≤16设置梯度D.1010<X≤24设置梯度【答案】C【解析】已知该短日照植物在日照时数为10小时/天时，连续处理6天就能开花。若将该植物引种到每天光照时数最长为16h的环境中，欲探究诱导该植物在该地区开花的光照时数的最大值，设计时，实验组的光照时数应大于对照组的光照时数，且小于或等于16小时/天。故选C。(2021湖北，12，2分)酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物，叶片嫩而多肉，深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上，遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔，在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象，下列叙述错误的是()A.大象和马齿苋属植物之间存在共同进化B.大象和马齿苋属植物存在互利共生关系C.水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素D.白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用【答案】B【解析】大象吃马齿苋属植物的叶片，马齿苋属植物的枝条在大象进食时常被折断掉到地上，遭到踩踏的枝条会长成新的植株，从而繁衍后代，这说明大象和马齿苋属植物之间存在共同进化，A正确；马齿苋属植物的叶片嫩而多肉，深受大象喜爱，说明大象和马齿苋属植物存在捕食关系，B错误；酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物，说明水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素，C正确；马齿苋属植物在凉爽的夜晚会吸收CO2并储存起来，所以虽然白天马齿苋属植物气孔关闭，但其仍可利用储存的CO2进行光合作用，D正确。(2020浙江7月选考，25，2分)将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是()A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大C.若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似D.若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似【答案】A【解析】该植物叶片同时进行光合作用和呼吸作用，测得的该植物叶片的光合速率表示净光合速率，该叶片分离得到的叶绿体的光合速率表示总光合速率，净光合速率=总光合速率-呼吸速率，A正确；若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，说明部分叶绿体被破坏无法进行光合作用，与无破碎叶绿体相比，光合速率偏小，B错误；若该植物长时间处于遮阴环境，光合速率慢，叶片内蔗糖不可能出现高浓度积累的现象，二者的关系不同于图中B-C段对应的关系，C错误；花朵为光合产物的贮存场所，若该植物处于开花期，摘除花朵后，蔗糖的贮存器官减少，叶片内蔗糖积累会抑制光合作用的正常进行，二者的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。(2019课标全国Ⅰ，3，6分)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自()A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气【答案】A【解析】本题借助光合作用的原理与应用等知识，考查学生运用所学知识与观点，对生物学问题进行推理、判断的能力；试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作用等相关知识，体现了对生命观念素养中物质与能量观的考查。该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加，干重增加量来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。故选A。(2018江苏单科，18，2分)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度【答案】D【解析】本题通过对光合作用影响因素的分析探讨，考查了科学思维素养中的归纳与概括要素。由图中信息可知：当横坐标是光照强度，即该实验的自变量是光照强度时，温度是该实验的无关变量，所以曲线起点相同，即呼吸强度相同，当光照强度达到一定强度时，一定范围内CO2浓度越高，净光合速率越大，当光照强度达到一定值即光饱和点时，净光合速率不变，D正确；若横坐标是温度，在一定温度范围内，净光合速率随温度升高而升高，超过某一最适温度，净光合速率随温度升高而下降，B错误；当横坐标是CO2浓度或光波长时，净光合速率与温度的关系不一定呈正相关，A、C选项错误。方法技巧坐标曲线图的分析方法(1)横坐标是自变量，纵坐标是因变量。(2)无关变量保持一致，结合图中信息，甲、乙两曲线的起点相同，温度相同时，呼吸速率相同。(2017天津理综，6，6分)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是()A.光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度【答案】D【解析】本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。光合作用的光反应与暗反应相互制约，相互影响。从图示可以看出，在曲线图P点以前，野生型水稻光合速率大于突变型，而P点后野生型水稻光合速率小于突变型，说明在P点前，野生型水稻光反应强度较高，P点后，突变型水稻暗反应强度较高，A、B正确；在P点前和P点后至光饱和点前，突变型水稻光合速率随光照强度增加而增加，即限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度等，C正确，D错误。(2016北京理综，5，6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。与本实验相关的错误叙述是()A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物B.生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官C.遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响【答案】C【解析】CO2被固定形成C3，进而被还原为光合产物，是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的，A正确；分析图示可知，该植物生殖器官发育早期，营养器官中含14C量的比例较高，说明此期光合产物大部分被分配到营养器官，B正确；由图示可知遮光70%条件下，在生殖器官发育早期，分配到营养器官的光合产物较多，只有在生殖器官发育晚期，分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近，C错误；分析题干信息和图示均可看出本实验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响，D正确。(2024湖南，17，12分)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)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生；光能转化为电能，再转化为中储存的化学能，用于暗反应的过程。

(2)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)。

(3)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_____________________________________________________________________。

【答案】(1)O2和H+ATP和NADPH(2)减少缺钾会使与叶绿素合成相关的酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少(3)①分别提取该叶片组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA②根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物③利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳⑤和已知基因序列进行比较【解析】(1)在光反应过程中，水的光解会产生O2和H+，该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。(2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是钾参与酶活性调节，缺钾会降低与叶绿素合成相关的酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成叶绿素的原料，因此长期缺钾会影响叶绿素的合成。(3)由题干信息知，Rubisco由两个基因编码，这两个基因及两端的DNA序列已知，因此检测Rubisco的编码基因的突变位点时，可利用PCR技术扩增突变体的相应基因，再进行电泳并与已知序列进行比较。步骤详见【答案】。(2024山东，21，9分)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)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有。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的速度慢的原因是。

(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。

(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。

【答案】(1)NADPH、ATP突变体类囊体膜蛋白的稳定性较高，叶绿素降解慢(2)高气孔导度较大，吸收的CO2较多，但胞间CO2浓度较低，说明光合作用消耗CO2的速度更快(3)蔗糖转化酶的活性高，蔗糖分解成单糖的量更多，光合产物主要以蔗糖形式运往籽粒，所以运往籽粒的光合产物减少【解析】(1)光反应产生的NADPH和ATP驱动暗反应中C3的还原。叶绿素存在于类囊体薄膜上，由图知，与野生型相比，未处理组的突变体类囊体膜蛋白稳定性较高，叶绿素降解慢，故开花后突变体叶片不易变黄。(2)与野生型相比，开花14天后突变体气孔导度较大，吸收的CO2较多，但胞间CO2浓度较低，说明CO2用于CO2的固定的量较多，生成的C3较多，故需要更强的光反应产生较多的NADPH和ATP来驱动暗反应的进行，故开花14天后突变体光饱和点较高。(3)蔗糖转化酶可催化蔗糖分解为单糖，光合产物从叶片运往籽粒主要以蔗糖的形式运输，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶的活性较高，故突变体叶片中以蔗糖形式存在的光合产物较少，最终运往籽粒的蔗糖较少，故其籽粒淀粉含量低。(2024湖北，21，14分)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”“不变”或“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。

(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。

(4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是(填“ht1”或“rhc1”)。

【答案】(1)失水减小(2)促进(3)脱落酸含量上升会导致气孔关闭，蒸腾作用散失水分减少，有利于适应干旱环境(4)rhc1【解析】(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，会使细胞液浓度降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后，CO2吸收减少，光合速率减小。(2)图2中，比较wt组和r组，wt组有rhc1基因产物，r组无rhc1基因产物，高浓度CO2时wt组气孔开放程度低于r组，说明rhc1基因产物促进气孔关闭。(3)图1中，干旱时脱落酸含量升高，通过蛋白丙将保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致气孔关闭，这样可以减少蒸腾作用散失水分，有利于适应干旱环境。(4)图2中，与h/r组相比，r组含ht1基因产物，高浓度CO2时r组气孔开放度高于h/r组，可推测ht1基因产物抑制蛋白丙对保卫细胞液泡的溶质的转运，从而抑制气孔关闭；wt组(含ht1基因产物和rhc1基因产物)高浓度CO2时气孔关闭，这说明rhc1基因产物可抑制ht1基因产物的作用，rhc1与ht1基因的作用关系如图所示：故图1中的蛋白甲为rhc1基因产物。(2023重庆，19，11分)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。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[注]RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶；vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率①类囊体薄膜电子传递的最终产物是。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和。

②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是。

(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。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水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花结实期主要运往籽粒。

③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”)。

【答案】(1)①NADPHC5(核酮糖-1，5-二磷酸；RuBP)②突变体的光反应与暗反应速率都较野生型快(2)①突变体叶绿素含量太低光照强度太低②蔗糖③高【解析】(1)①光反应中，水分解为氧和H+的同时，被色素分子夺去两个电子，电子经传递，用于NADP+与H+结合形成NADPH，故类囊体薄膜电子传递的最终产物是NADPH。RuBP羧化酶催化CO2与C5(核酮糖-1，5-二磷酸；RuBP)结合生成C3，故RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。②据题表可知，与野生型相比，突变体的光反应速率(光能转化效率和类囊体薄膜电子传递速率)和暗反应速率(RuBP羧化酶含量和RuBP羧化酶催化的最大速率)都快，故其光合速率高于野生型。(2)①由题意知，突变体因叶绿素含量降低(内因)，在遮阴即光照强度低(外因)的情况下，水稻产量明显低于野生型。②光合作用的产物有淀粉和蔗糖，两者可以相互转化，其中蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处，在开花结实期则主要运往籽粒。③光补偿点是指光合速率和呼吸速率相等时的光照强度，由于在田间遮阴条件下突变体的光合产量较低，推测其在较低光照强度下光合速率较低，故突变体的光补偿点较野生型高。(2023浙江1月选考，23，12分)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。表1项目甲组乙组丙组处理库源比1/21/41/6单位叶面积叶绿素相对含量78.775.575.0净光合速率(μmol·m-2·s-1)9.318.998.75果实中含13C光合产物(mg)21.9637.3866.06单果重(g)11.8112.2119.59注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。回答下列问题：(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是。

(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有(答出2点即可)。

(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率(填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量(填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是。

(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。题图表2果实位置果实中含13C光合产物(mg)单果重(g)第1果26.9112.31第2果18.0010.43第3果2.148.19根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是。

(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10g以上为合格)的是哪一项?(A.除草B.遮光C.疏果D.松土)

【答案】(1)叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇(2)五碳糖(C5)ATP和NADPHCO2是光合作用的原料，13C可被仪器检测(3)降低增加光合作用合成的有机物总量少，可提供给果实的有机物相应减少(4)就近分配原则(5)C【解析】(1)叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇等有机溶剂，故可用乙醇提取叶绿体色素。(2)CO2与C5结合而被固定后形成三碳酸，三碳酸接受光反应产物ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。植物可以利用13CO2合成有机物，同时合成的有机物具有放射性，可用于追踪13C的转移过程。(3)据表1信息知，随该植物库源比降低(即果实数量不变，叶片数量增多)，叶净光合速率降低，果实中含13C光合产物的量增加。库源比升高导致为果实提供光合有机物的叶片减少，果实得到的光合有机物减少，故单果重随库源比升高而减小。(4)据表2信息，第1、2、3果距叶片渐远，而其单果重渐小，即遵循就近分配原则。(5)依据库源比与单果重的关系以及同枝条上不同果实的单果重对比可知，要提高单枝的合格果实产量，可采用疏果技术，即减少单枝果实数量，提高单果重。(2023全国甲，29，10分)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在上，其中类胡萝卜素主要吸收(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。

(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下该悬浮液中不能产生糖，原因是

。

(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。【答案】(1)差速离心法类囊体薄膜蓝紫光(2)黑暗条件下不能进行光反应，不能生成ATP和NADPH，因此不能还原C3，不能生成糖类(3)实验思路：将叶绿体用无水乙醇脱色，用适量碘液处理，观察叶绿体的颜色变化。预期结果：叶绿体变蓝色。【解析】(1)分离各种细胞器常用的方法是差速离心法，即将含各种细胞器的匀浆在不同的转速下进行离心处理，从而将细胞器分离。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，叶绿体中含有四种色素，其中胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素，根据光合色素的吸收光谱分析，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)破坏叶绿体的内膜和外膜，类囊体薄膜上仍可进行光反应，但在黑暗条件下光反应不能进行，没有ATP和NADPH的生成，进而导致C3不能被还原，不能产生糖。(3)叶绿体本身有颜色，会干扰实验现象的观察，应先用无水乙醇将其脱去颜色。可以利用淀粉遇碘变蓝的原理，检测叶绿体中是否有淀粉存在。若用碘液处理后叶绿体变蓝，则说明叶绿体中有淀粉存在。(2023山东，21，10分)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。(1)该实验的自变量为。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有(答出2个因素即可)。

(2)根据本实验，(填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是。

(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量(填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是。

【答案】(1)有无光照、有无H基因或H蛋白温度、CO2浓度、水(2)不能野生型PSⅡ损伤大但能修复；突变体PSⅡ损伤小但不能修复(3)少突变体NPQ高，PSⅡ损伤小，虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高，光反应产物多【解析】(1)从图示可以看出有两个自变量，一是有无光照，二是拟南芥有无H基因或H蛋白。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有温度、CO2浓度、水等。(2)野生型PSⅡ损失大，但损失可被H蛋白修复；突变体PSⅡ损失小，无H蛋白修复损失，所以不能比较出强光照射下突变体和野生型的PSⅡ活性强弱。(3)强光照射下，突变体通过NPQ增加了光能的耗散，流向光合所用的能量减少。若测得突变体的暗反应强度增加，通过实验推测原因可能是突变体NPQ高，PSⅡ损伤小，虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高，光反应产物多。(2023全国乙，29，10分)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、(答出2点即可)等生理过程。

(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是。

(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是。

(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔(填“能”或“不能”)维持一定的开度。

【答案】(1)呼吸作用、光合作用(2)保卫细胞在红光下进行光合作用合成蔗糖等有机物，使保卫细胞的渗透压增大，引起保卫细胞吸水，体积膨大，气孔打开(3)蓝光作为一种信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+，使保卫细胞内渗透压升高，保卫细胞吸水，体积膨大，气孔进一步打开(4)能【解析】(1)气孔是植物体蒸腾失水的“门户”，也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”，二氧化碳和氧气也通过气孔进出。所以，气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用等。(2)保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。保卫细胞含叶绿体，可以吸收红光进行光合作用，光合作用过程中合成的蔗糖等有机物使细胞渗透压增大，发生渗透吸水，体积膨大，气孔打开。(3)见【答案】。(4)阻断光反应，光合作用无法进行，有机物不能积累，但不影响蓝光信号下K+的逆浓度运输，故气孔能维持一定的开度。(2023海南，16，10分)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。回答下列问题。(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第条。

(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是，该光源的最佳补光时间是小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是。

(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。【答案】(1)叶绿素1、2(2)红光+蓝光6在不同的补光时间内，红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多，有利于促进火龙果的成花(3)将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组，分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间，一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量，产量最高的则为最适光照强度。【解析】(1)光合色素中叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；纸层析法分离得到的四条色素带(以滤液细线为基准)自下而上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。(2)从柱形图可知：在不同的补光时间内，使用红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多，促进火龙果成花的效果最好，当该光源补光时间为6小时/天时，获得的平均花朵数最多。(3)由实验目的可知，自变量是光照强度，由题干可知光照强度有三种，故可将实验分为3组；实验观测指标为火龙果产量，具体实验思路见【答案】。(2023福建，17，10分)秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施，研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响，测定相关指标，结果如图所示。注：SR表示秸秆还田，NSR表示秸秆不还田；蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。回答下列问题：(1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收光。据图1、2可推测，等量配施氮肥条件下，与NSR相比，SR的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的。据图2可知，与NSR相比，SR显著提高了净光合速率，其净光合速率随着施氮量的增加呈。

(2)根据图中实验结果，下列关于玉米光合作用的叙述正确的是。(多选，填序号)

A.胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关B.与SR相比，NSR会降低蒸腾速率，但有利于细胞对CO2的吸收C.与SR相比，NSR的胞间CO2浓度更高，细胞对CO2的固定量更多D.当配施氮肥量为180kg·hm-2时，细胞加大了对CO2的固定，导致胞间CO2浓度降低E.与配施氮肥量为180kg·hm-2相比，过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少，最终导致叶绿素转化光能的效率下降(3)结合上述实验结果，从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因。

【答案】(1)红光、蓝紫ATP、NADPH和O2先增加后减少(2)ADE(3)过量施氮肥增加生产成本，反而可能减产；过量施氮肥会导致土壤污染、水体污染等环境问题【解析】(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；据图1、2可知，在等量配施氮肥条件下，与秸秆不还田(NSR)相比，秸秆还田(SR)的玉米叶绿素含量高、净光合速率大，所以SR的玉米叶肉细胞的光反应会产生更多的ATP、NADPH和O2；SR玉米的净光合速率随着施氮量的增加呈先增加后减少的趋势。(2)气孔的开放程度影响叶片的CO2吸收量，叶肉细胞对CO2的固定量也影响胞间CO2浓度，A正确；据图3可知，NSR的蒸腾速率低于SR，推测NSR气孔开放程度减小，不利于CO2的吸收，B错误；与SR相比，NSR从外界吸收的CO2减少，胞间CO2浓度却较高，说明NSR叶肉细胞固定的CO2减少，C错误；当配施氮肥量为180kg·hm-2时，玉米的气孔开放程度最大，净光合速率也最大，而胞间CO2浓度却最低，说明细胞对CO2固定量增加，D正确；与配施氮肥量为180kg·hm-2相比，过多的施氮量使气孔导度下降，但胞间CO2浓度却升高，说明细胞吸收的CO2减少，暗反应速率降低，制约了光反应，E正确。(3)从经济效益角度分析，过量施用氮肥降低了玉米的净光合速率而减产，同时增加了生产成本；从环境保护角度分析，过量施用氮肥会引发土壤污染、水体污染等。(2022广东，18，14分)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。图a图b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)升高遮阴环境中，叶绿素合成增加或分解减少(2)有机物(3)株高(或叶片数)A组遮阴比例增加不同遮阴比例，探究提高作物产量的最适遮阴比例【解析】(1)由题图可知，C组与A组相比，遮阴环境中的玉米叶绿素含量较光照环境中的玉米叶绿素含量高，这是植物对弱光的一种适应，通过增加叶绿素合成或减少叶绿素分解来提高叶绿素含量，进而提高对光能的利用率。(2)净光合速率可反映植物单位时间积累的有机物的量，结合图b中B1照光区域与B2遮阴区域的数据可知，B组玉米植株的平均净光合速率为(20.5+7.0)/2=13.75(μmolCO2·m-2·s-1)，大于A组玉米植株的净光合速率(11.8μmolCO2·m-2·s-1)，即B组的玉米植株有机物积累更多，生长更快。(3)探究B组处理方法是否能提高产量，需选用前期株高(或叶片数)一致、生长状态相似的玉米植株为材料，分组设置对照。据图a可知，该实验的自变量为遮阴比例，常态处理组(A组)为对照组，为控制单一变量，需保证除遮阴比例外其他环境条件一致。若已证明50%遮阴比例可以提高作物产量，则下一步可探究提高作物产量的最适遮阴比例，比如进一步探究25%、75%等遮阴比例时的作物产量。(2022浙江6月选考，27，8分)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。处理指标光饱和点(klx)光补偿点(lx)低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2·dm-2·hr-1·klx-1)叶绿素含量(mg·dm-2)单株光合产量(g干重)单株叶光合产量(g干重)单株果实光合产量(g干重)不遮阴405501.222.0918.923.258.25遮阴2小时355151.232.6618.843.058.21遮阴4小时305001.463.0316.643.056.13注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。回答下列问题：(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。

(2)植物的光合产物主要以形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至中。

(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为(A.<2小时B.2小时C.4小时D.>4小时)，才能获得较高的花生产量。

【答案】(每空1分)(1)叶绿素含量光合速率呼吸速率低于5klx光合曲线的斜率(2)蔗糖叶(3)降低A【解析】(1)与不遮阴相比，遮阴2小时和4小时情况下，花生植株的叶绿素含量都有提高，故花生通过增加叶绿素含量，提高吸收光的能力来适应弱光环境。与不遮阴相比，遮阴2小时和4小时情况下，花生植株的光饱和点和光补偿点均降低，这说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率，而植株通过降低呼吸速率，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下，低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2·dm-2·hr-1·klx-1)分别为1.22、1.23、1.46，这说明，在实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以蔗糖形式提供给各器官。对比表格中不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下的单株光合产量、单株叶光合产量、单株果实光合产量可知，在较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至叶中。(3)在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下，花生植株的单株光合产量(g干重)分别为18.92、18.84、16.64，与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均降低。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下，单株果实光合产量(g干重)分别为8.25、8.21、6.13，可判断在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间<2小时，才能获得较高的花生产量。(2022全国甲，29，9分)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是(答出3点即可)。

(2)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)。

(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是

。

【答案】(1)O2、NADPH、ATP(2)部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸，为新陈代谢提供能量；部分光合产物用于叶片自身的生长发育(3)干旱会导致气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，与C3植物相比，C4植物的CO2补偿点较低，能在较低浓度的CO2条件下，固定利用更多的CO2进行光合作用，以维持自身的生长【解析】(1)植物光合作用过程中光反应阶段发生水的光解、NADPH和ATP的合成，其中水的光解过程中会释放O2，并产生H+、e-，H+、e-与NADP+反应生成NADPH，ATP的合成过程中以ADP和Pi为原料，利用光能合成ATP，因此光反应阶段的产物有O2、NADPH和ATP。(2)正常情况下，叶片光合作用合成的有机物一部分用于叶片自身的呼吸作用，为叶片的生命活动提供能量；一部分光合产物会储存在叶片中，用于叶片自身的生长发育，因此植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，CO2补偿点是衡量植物对低CO2浓度适应能力的指标，和C3植物相比，C4植物的CO2补偿点较低，C4植物能在较低浓度的CO2条件下，固定并利用更多的CO2进行光合作用，以维持自身的生长。知识拓展若植物固定CO2的第一个产物是C3，这种植物称C3植物，如大豆、棉花、小麦和水稻等；若植物固定CO2的第一个产物是C4，这种植物称C4植物，如玉米、高粱和甘蔗等。C4植物的CO2首先在叶肉细胞内被固定生成C4，然后被运输到维管束鞘细胞中，进入维管束鞘细胞的C4发生脱去CO2的反应，将CO2释放出来，放出的CO2被Rubisco催化的羧化反应再次固定，这个循环像一个二氧化碳泵，使Rubisco羧化部位的CO2浓度比C3植物的高很多，因而C4植物在较低的CO2浓度下具有比C3植物更高的光合速率。(2022浙江1月选考，27，8分)(8分)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理(30s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。图1图2回答下列问题：(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中的还原。

(2)据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞，细胞吸水，气孔开放。

(3)生产上选用LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的或、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。

【答案】(1)层析3-磷酸甘油酸(三碳酸)(2)光合速率大，消耗的二氧化碳多蓝溶质浓度升高(3)不同颜色光强度光照时间【解析】(1)光合色素的分离常采用(纸)层析的方法。光反应产生的ATP和NADPH中的化学能可用于碳反应中3-磷酸甘油酸(三碳酸)的还原。(2)据题图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，但气孔导度和光合速率较大，说明蓝光照射下光合速率较大，CO2消耗较多，导致胞间CO2浓度低。据题图2分析，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，而在此基础上进一步施加蓝光可实现逆转。蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可使离子吸收增加，这些都会增大保卫细胞内的溶质浓度，从而使细胞渗透吸水，气孔开放。(3)利用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜均可获得不同光质环境。结合本题的实验结果可知，合理调整红光和蓝光两种光照射的强度或时间比例或光照次序，利于植物代谢和次生代谢产物的合成。(2022山东，21，8分)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。(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是。

(2)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。

(3)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。

【答案】(1)蓝紫色(2)NADPH、ATP等的浓度不再增加CO2的浓度有限(或其他合理【答案】，两空【答案】顺序可颠倒)光能的吸收速率继续增加，使水的光解速率继续增加(3)减弱促进光反应关键蛋白的合成【解析】(1)随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)限制苹果幼苗光合作用暗反应速率的因素有多种，如CO2、NADPH、ATP的浓度等；强光照射后短时间内，光反应增强，O2产生速率增加。(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明BR可减弱光抑制现象；与乙组(BR处理)相比，丙组(BR+L处理)光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，因此可推测BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来发挥作用。(2022湖北，21，13分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随着光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。图1图2图3【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。回答下列问题：(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会(填“减小”、“不变”或“增大”)。

(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明

。

(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明。

(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。

【答案】(1)增大(2)高浓度臭氧处理甲植物的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同(4)A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同【解析】(1)在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，则光合作用条件更适宜，甲、乙植物的光合速率会增加，光饱和点会增大。(2)图2是用高浓度O3处理植物65天测定的植物净光合速率，图3是用高浓度O3处理植物75天测定的植物净光合速率，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲植物的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。(3)O3处理75天后，甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线2、4之间的差别大于1、3之间的差别，说明长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同。(4)用高浓度O3处理乙植物75天(乙植物的基因A表达量下降)，测定乙植物净光合速率；使乙植物中A基因过量表达后用高浓度O3处理75天，测定其净光合速率；若A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关，则实验现象为A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同。(2021河北，19，10分)(10分)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12g·m-2)；(3)水+氮组，补充尿素(12g·m-2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m-2·s-1)8565196叶绿素含量(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的，提高植株氮供应水平。

(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动两种物质的合成以及的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到分子上，反应形成的产物被还原为糖类。

(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是。

【答案】(1)细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物(任写两点即可)吸收(2)镁(或Mg)NADPH和ATP水C5(3)玉米植株气孔导度增大，吸收的CO2增加【解析】(1)植物细胞中自由水的生理作用：细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。(2)Mg是构成叶绿素的元素。叶绿体中的光合色素吸收的光能，有以下两方面用途：一是将水分解为氧和H+，H+与NADP+结合，形成NADPH；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在RuBP羧化酶的催化作用下，与C5结合，形成两个C3，C3接受NADPH和ATP释放的能量，并且被NADPH还原，最终转化为糖类和C5。(3)由表格数据可知，施氮同时补水的组的光合速率最大，对应的气孔导度最大，且RuBP羧化酶的活性最高，即叶肉细胞CO2供应量增加的原因是玉米植株气孔导度增大。(2021浙江1月选考，27，8分)(8分)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，图中的绿藻质量为鲜重。甲乙回答下列问题：(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的，计算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在条件下温度对光合速率的影响更显著。

(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种反应。光反应的产物有和O2。

(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率，理由是。

(4)绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成μmol的3-磷酸甘油酸。

【答案】(每空1分)(1)光密度值高高光强(2)吸能ATP、NADPH(3)小绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率(4)360【解析】(1)利用光电比色法测定经处理后的光合色素提取液的光密度值(OD值)，再结合相关标准曲线，可计算叶绿素a的含量。由甲图可知，低光强组叶绿素a的含量较高光强组高，这有利于低光强组绿藻适应低光强环境。分析乙图可知，在高光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著。(2)从能量角度分析，光反应需要吸收光能，是一种吸能反应，光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)绿藻细胞的叶绿体中光反应产生的氧气一部分用于细胞呼吸消耗，因此绿藻放氧速率应比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20℃、高光强条件下的放氧速率为150μmol·g-1·h-1，细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，因此在该条件下，每克绿藻每小时光合作用消耗CO2的量为180μmol，由于1分子CO2和1分子RuBP生成2分子3-磷酸甘油酸，因此该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗180μmolCO2可生成360μmol的3-磷酸甘油酸。(2020课标全国Ⅰ，30，10分)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有(答出2点即可)。

(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是(答出1点即可)。

(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是，选择这两种作物的理由是。

作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m-2·s-112001180560623【答案】(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用【解析】(1)中耕时去除杂草可降低作物与杂草之间在光照、水分、矿质元素等方面的竞争；中耕时松土可增加土壤氧气含量，利于根的呼吸，从而促进根对矿质元素的吸收。(2)矿质元素通常以离子的形式被作物根系吸收，故施肥的同时适当浇水，使肥料中的矿质元素溶解在水中，可促进根对矿质元素的吸收。(3)为提高光能利用率，进行间作的两种作物应该一高一矮，其中较高的作物利用上层较强的光照，故要求光饱和点较高，如作物A；另一种作物植株较矮，利用下层较弱的光照，故要求光饱和点较低，如作物C，因此最适合进行间作的两种作物是A和C。(2020天津，13，10分)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见图。注：相对生物量=单株干重/对照组(C1T1)单株干重据图回答：(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统和中的重要作用。

(2)本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为，仅温度升高对两种植物的影响分别为。

(3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落的速度与方向。

【答案】(共10分)(1)物质循环能量流动(2)促进两种植物生长抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长(3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化演替【解析】(1)题干信息“植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物”体现了植物在生态系统物质循环中的重要作用；“将光能转变为有机物中的化学能”体现了植物在生态系统能量流动中的重要作用。(2)分析题图，比较常温条件下，常态CO2浓度和高CO2浓度条件下两种植物的相对生物量可知，两种植物在高CO2浓度条件下相对生物量均比在常态CO2浓度条件下高，由此可得出仅CO2浓度升高对两种植物的影响均为促进植物生长。比较常态CO2浓度条件下，常温和高温条件下两种植物的相对生物量可知，鬼箭锦鸡儿在高温条件下的相对生物量比常温条件下低，可知仅温度升高会抑制鬼箭锦鸡儿的生长，而紫羊茅在高温条件下的相对生物量比常温条件下高，可知仅温度升高会促进紫羊茅的生长。(3)分析题图中的鬼箭锦鸡儿实验和紫羊茅实验中C2T2组，会发现鬼箭锦鸡儿实验中的相对生物量与常态CO2浓度+常温时的几乎相同，紫羊茅实验中的相对生物量却显著高于常态CO2浓度+常温时的相对生物量。根据题中信息及高温与高CO2浓度条件下植物相对生物量的有关分析可知，若要验证温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变，则可将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，通过升高CO2浓度和温度，比较温室效应加剧前后两种植物相对生物量的变化情况。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落演替的速度与方向。(2019课标全国Ⅰ，29，12分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力。

(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会，出现这种变化的主要原因是。

(3)有研究表明：干旱