2025年新高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第10讲光合作用(第二课时)(练习)(学生版+解析版)

第10讲 光合作用（第二课时）
目录 01 模拟基础练 【题型一】光合作用影响因素的探究实验 【题型二】光合作用的影响因素 【题型三】光合作用在农业生产中的应用 02 重难创新练 03 真题实战练
题型一 光合作用影响因素的探究实验
1．在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55
CO2吸收速率μmolCO2·dm－2·h－1 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0
CO2生成速率μmolCO2·dm－2·h－1 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0
A．分析表中的数据，可知35℃时植物实际光合速率最大
B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30~40℃设置温度梯度继续实验
C．若昼夜时间相等，植物在25~35℃时可以正常生长
D．30℃与40℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响
【答案】A
【分析】在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。据图中数据分析可知，在实验温度范围内，CO2吸收速率比CO2生成速率变化更大，说明温度影响酶的活性，且光合作用对温度更敏感。
【详解】A、在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率，代入表格数据可知，35℃时植物实际光合速率最大，A正确；
B、35℃时植物实际光合速率最大，进一步测最适温度，应在35℃左右的范围内设置梯度，即需要在30~40℃设置温度梯度继续实验，B正确；
C、若昼夜时间相等，白天积累的有机物大于晚上消耗的有机物植物可正常生长，即白天的CO2吸收速率大于晚上CO2的生成速率。由表格数据可知，植物在25~35℃时净光合速率大于呼吸速率，植物可以正常生长，C正确；
D、实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率，30℃与40℃时实际光合速率相同，都是6μmolCO2·dm－2·h－1，但净光合速率和呼吸速率都不同，说明酶的活性受温度的影响。如40℃时呼吸作用强度大于30℃，40℃时呼吸酶的活性更高，D错误。
故选A。
2．测定某一新鲜叶片新陈代谢速率的相关装置如图所示，图中缓冲液用于调节CO2的量，以模拟空气中CO2的浓度。下列相关叙述错误的是（ ）
A．设置恒温水槽可避免外界环境温度的影响
B．若只用18O标记小室外水槽中的水，则不能够检测到18O2
C．光照强度为零时，能测出呼吸速率
D．通过该装置不能得出叶片的总光合速率
【答案】A
【分析】总光合速率等于净光合速率加呼吸速率。
【详解】A、由于设置了恒温水槽，因此实验结果不受外界环境温度变化的影响，A正确；
B、小室外水槽中的水没有参与光合作用，B正确；
CD、光照条件下通过活塞向右移动的刻度值可测出净光合速率，当光照强度为零时可以测出呼吸速率，因此通过该装置能够计算出总光合速率，C正确，D错误。
故选A。
3．农科院为提高温室黄瓜的产量，对其光合特性进行了研究。下图为7时至17时内黄瓜叶片光合作用相关指标的测定结果，其中净光合速率和Rubisco（固定CO2的酶）活性日变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是（ ）
A．7时至17时净光合速率两次降低的限制因素相同
B．13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率
C．7时至17时黄瓜叶片干重变化也呈“双峰”曲线
D．胞间CO2浓度既受光合速率影响又会影响光合速率
【答案】A
【分析】分析图 随着时间的变化，黄瓜叶片净光合速率逐渐升高，到正午由于出现午休现象，光合速率下降，然后上升，直到下午，光照减弱，净光合速率又逐渐下降。
【详解】A、7时至17时净光合速率两次降低的限制因素不同，第一次下降是由于正午由于出现午休现象，CO2不足，光合速率下降，第二次下降是由于光照减弱，A正确；
B、13点后，叶片的CO2浓度快速上升，是由于细包呼吸速率大于光合速率，释放出二氧化碳在胞间积累，而暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，因此暗反应速率不可能高于光反应速率，B错误；
C、7时至17时净光合速率大于0，干重不断增大，C错误；
D、光合速率会影响胞间CO2浓度，同时胞间CO2浓度又会影响光合速率，D错误。
故选A。
题型二 光合作用的影响因素
4．滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制定珍稀中药龙脑香樟的施肥方案，研究者设置3个实验组（T1-T3，滴灌）和对照组（CK，传统施肥方式），按1中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥，培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析错误的是（ ）
处理 施肥量/（mg/kg） 呼吸速率/（μmol·m-2s-1） 最大净光合速率/（μmol·m-2s-1） 光补偿点/（klx） 光饱和点/klx）
T1 35．0 2．74 13．74 84 1340
T2 45．5 2．47 16．96 61 1516
T3 56．0 2．32 15．33 61 1494
CK 35．0 3．13 11．59 102 1157
（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。）
A．光照强度为100klx时，实验组比对照组积累更多有机物
B．光照强度为1600klx时，实验组的光合速率比对照组更高
C．植物可吸收P元素用于合成自身的淀粉和蛋白质等物质
D．各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长
【答案】B
【分析】光反应只发生在光照下，是由光引起的反应。光反应发生在叶绿体的类囊体膜。光反应从光合色素吸收光能激发开始，经过水的光解，电子传递，最后是光能转化成化学能，以ATP和NADPH的贮存。光合速率=呼吸速率+净光合速率。
【详解】A、由表可知，当光照强度为100klx时，实验组都超过光的补偿点，即有机物积累速率>0，而对照组还未达到光补偿点，即有机物积累速率<0，说明实验组比对照组积累更多的有机物，A正确；
B、由表可知，当光照强度为1600klx时，各组都达到光的饱和点，光合速率=呼吸速率+最大净光合速率，计算可知实验组的光合速率都大于对照组，B正确；
C、淀粉的元素组成是C、H、O，不需要P元素，C错误；
D、由表可知，T2处理组的净光合速率最大，植物积累的有机物最多，最有利于龙脑香樟的生长，D错误。
故选B。
5．气孔是水分和气体进出植物叶片的通道，由叶片表皮上的保卫细包环绕而成。保卫细包失水会导致气孔关闭，吸水会导致气孔开启，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．图甲气孔开放的原因是保卫细包外侧壁的伸缩性大于内侧壁
B．图乙气孔关闭至保卫细包液泡体积不变时，仍可能发生渗透作用
C．当气孔开启足够大时，保卫细包的细包液浓度仍大于外界溶液浓度
D．当光照逐渐增强时，保卫细包的细包液内可溶性糖含量升高可导致气孔开放
【答案】B
【分析】保卫细包吸水，叶片气孔开启；保卫细包失水，叶片气孔关闭。运用植物细包渗透作用的原理：当外界溶液浓度>细包液浓度，细包失水；当外界溶液浓度<细包液浓度，细包吸水。
【详解】A、图甲气孔开放的原因是保卫细包吸水，细包壁向外伸展，保卫细包外壁的伸缩性大于内侧壁，A正确；
B、图乙气孔关闭至保卫细包液泡体积不变时仍有水分子进出细包，仍可能发生渗透作用，B正确；
C、当气孔开启足够大时，保卫细包的细包液浓度不一定大于外界溶液浓度，C错误；
D、当光照逐渐增强时，保卫细包的细包液内可溶性糖含量升高，细包液浓度增大，吸水能力增强，可导致气孔开放，D错误。
故选B。
6．下图1表示左侧曝光右侧遮光的对称叶片（假设左右侧之间的物质不发生转移），适宜光照12小时后，从两侧截取同等面积的叶片烘干称重记为 ag和bg；图2表示某植物非绿色器官在不同氧浓度条件下的CO2释放量和O2吸收量；图3、4分别表示植物在不同光照强度条件下的O2释放量和CO2吸收量。相关叙述错误的是（　　）
A．图1中ag bg所代表的是12小时内截取部分的光合作用制造的有机物总量
B．图2中氧浓度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
C．图3中若白昼均为12小时，光强为5klx时植株一昼夜需从外界吸收CO212mmol
D．图4中若随时间的延长光照强度逐渐增强，则0D间植株积累有机物的量为S2-S1
【答案】B
【分析】叶片遮光后只能进行呼吸作用，单位时间内的质量变化可表示呼吸强度，叶片曝光时既进行光合作用又进行呼吸作用，单位时间内的质量变化可表示净光合作用强度。图2中a点时只进行无氧呼吸，b、c点产生二氧化碳的量大于吸收的氧气量，故既存在有氧呼吸，又存在无氧呼吸，d点产生的二氧化碳和消耗的氧气一样多，说明只进行有氧呼吸。
【详解】A、设截取部分的起始质量为x，则左侧叶片在光下测得净光合作用＝ag－x，右侧叶片在暗处测得呼吸作用＝x－bg，则光合作用制造的有机物量（总光合作用）＝净光合作用+呼吸作用＝ag－x+（x－bg）＝ag－bg。A正确；
B、当外界氧浓度为c时，该器官CO2的释放量相对值为6，而O2的吸收量相对值为4，说明有氧呼吸CO2的释放量为4，无氧呼吸CO2的释放量为2，根据无氧呼吸和有氧呼吸反应可计算出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别是2/3、1，故无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1.5倍，B错误；
C、图3中光照强度为5klx时，呼吸速率为2，净光合速率为3，真正的光合速率＝呼吸速率+净光合速率＝2+3＝5，每天12小时光照，产生的氧气量为5×12＝60，经过一昼夜氧气的净释放量为60﹣24×2＝12，根据光合作用的反应式可知，此时植物一昼夜需从周围环境中吸收CO212mmol，C正确；
D、图4中S代表有机物量，0﹣D间此植物呼吸作用消耗的有机物量为S1+S3，光合作用有机物的净积累量为（S2+S3）﹣（S1+S3）＝S2﹣S1，D错误。
故选B。
题型三 光合作用在农业生产中的应用
7．光合作用和呼吸作用是植物细包两大重要的生理功能。下列关于光合作用和呼吸作用在生产、生活中应用的叙述，错误的是（　　）
A．油菜种子播种时宜浅播，原因是其萌发时细包呼吸需要大量氧气
B．玉米种子收获后要经风干再储藏，目的是降低呼吸作用
C．种植水稻时，应尽量缩小行距和株距，通过增加水稻植株数量来增加产量
D．种植蔬菜时，定期松土有利于蔬菜根细包从土壤中吸收矿质元素
【答案】B
【分析】1、细包呼吸原理的应用：种植农作物时，疏松土壤能促进根细包有氧呼吸，有利于根细包对矿质离子的主动吸收；粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
2、影响植物光合作用的因素有温度、光照等，应合理应用，以提高光合速率。
3、高等植物生长发育是受环境因素调节的，光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
【详解】A、油菜种子脂肪含量很高，脂肪中氢元素的含量相对较大，有氧呼吸消耗的氧气多，所以油菜播种时宜浅播以满足其苗发时对氧气的需求，A正确；
B、玉米等种子收获后经适当风干，减少自由水含量，可降低呼吸作用，利于储藏，B错误；
C、种植水稻时，应合理密植，如果尽量缩小株距和行距，则导致水稻分布过于密集，相互遮挡，不利于接受照光和空气的流通，会导致光合作用减弱和细包呼吸增强，水稻产量降低，C错误；
D、种植蔬菜时，要定期松土，促进根细包呼吸作用，为根细包经主动运输吸收矿质元素供应能量，D错误。
故选B。
8．吉林省是一个农业大省，源远流长的农耕文明是孕育中华文明的母体和基础。农业谚语是我国劳动人民在农业生产实践中总结出来的农事经验。下列叙述正确的是（ ）
A．“一挑粪进，一挑谷出”，施加有机肥只能为植物补充无机盐，实现增产
B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补水分可减弱植物光合午休，实现增产
C．“霜前霜米如糠，霜后霜谷满仓”，霜降前降温可减弱种子呼吸，实现增产
D．“春雨漫垄，麦子豌豆丢种”，雨水过多会增强种子无氧呼吸，实现增产
【答案】B
【分析】1、影响光合作用的外界因素： 光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。 其主要包括光反应、暗反应两个阶段， 涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。光照、二氧化碳、温度、矿质元素、水分是影响光合作用的外界因素。光合作用是一个光生物化学反应，所以光合速率随着光照强度的增加而加快，二氧化碳浓度高低影响了光合作用暗反应的进行，光合作用暗反应是一系列酶促反应，明显地受温度变化影响和制约。2、影响呼吸作用的外界因素：温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
【详解】 A、施加有机肥被土壤微生物分解，释放CO2，间接为植物补充CO2进而增加有机物积累，A正确；
B、植物的光合午休是因为气温过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2吸收量减少引起的，补充水分可减弱植物的光合午休进而增加有机物积累，B正确；
C、霜降前的降温如果过早，会导致稻谷等农作物收成不好，而霜降后的降温则对农作物有利，C错误；
D、 如果土壤中的水分过多，会减少土壤中的氧气含量，从而限制了有氧呼吸的进行，导致植物缺氧，最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速度，D错误。
故选B。
9．我国劳动人民在作物栽培中积累了丰富的生产经验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．“合理密植多打粮”，合理密植既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率
B．“稻田中耕勤除草”，既可以促进根对无机盐的吸收，又可以减小种间竞争
C．“秋天沤青肥”，可为土壤提供有机肥，被植物直接吸收利用达到增产的目的
D．“倒茬如上粪”，轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类
【答案】B
【分析】1、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间。（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）。（3）光照强弱的控制。（4）必需矿质元素的供应。（5）增加CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
【详解】A、合理密植需要保证植物的营养物质CO2的供应，既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率，A正确；
B、耕地可以促进根对无机盐的吸收，除草可以减小种间竞争，B正确；
C、有机肥不能直接被植物利用，需要被分解者分解，C错误；
D、不同的植物对于无机盐的利用不同，因此轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类，D错误。
故选B。
一、单选题
1．在农业生产和科学研究过程中，经常需要根据生物学原理采取某些措施使植物生长满足人们的需求，下列叙述正确的是（ ）
A．在大棚里增施CO2是为了促进有氧呼吸
B．通过植物组织培养快速繁殖植物依据的原理是有丝分裂
C．人工授粉是为了保留全部亲本性状
D．人工补光是为了提高植物有机物的积累
【答案】A
【分析】影响光合作用的环境因素
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】A、在大棚里增施CO2是为了促进光合作用，A正确；
B、通过植物组织培养快速繁殖植物依据的原理是植物细包具有全能性，B错误；
C、人工授粉是为了提高受精率，C错误；
D、人工补光是为了提高植物光合作用，从而提高植物有机物的积累，D错误。
故选A。
2．关于生物学原理在农业生产上的应用，下列叙述错误的是（ ）
A．“低温、干燥、无氧”储存种子，更能降低细包呼吸，减少有机物的消耗
B．“正其行，通其风”，能为植物提供更多的二氧化碳，提高光合作用强度
C．“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象
D．“中耕松土”，能为根系提供更多氧气，促进细包呼吸，有利于根吸收无机盐
【答案】A
【分析】农业生产中，很多的生产生活实际都蕴含着生物学原理，生产管理也应该遵循植物生长规律；光合作用的影响因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度、色素、酶等。
【详解】A、储存种子需要在低温、干燥、低氧的环境中，A正确；
B、“正其行，通其风”，保证空气流通，能为植物提供更多的CO2，提高光合作用速率，B正确；
C、一次施肥太多，会导致土壤溶液浓度过高，导致细包失水，即烧苗现象，C正确；
D、中耕松土能为根系提供更多O2，促进细包呼吸，提供大量的能量，有利于根主动吸收无机盐，D错误。
故选A。
3．研究人员设计实验探究了CO2浓度对草莓幼苗各项生理指标的影响，结果如图1所示，其中Rubisco酶催化CO2的固定。气孔开度是指气孔的孔径大小，它反应了气孔开启或关闭的程度。图2表示温度对草莓光合作用的影响。下列相关叙述正确的是（　　）
A．适当增大环境CO2浓度有利于草莓在干旱环境中生存
B．当草莓所处环境CO2浓度升高，短时间内C5增多，ATP和NADPH增多
C．35℃是草莓生长的最适温度，5℃时草莓光合作用速率为0
D．35℃时草莓叶肉细包间隙CO2浓度高于40℃时
【答案】A
【分析】1、分析图一可知：随着CO2浓度升高，草莓幼苗气孔开放度下降，Rubisco酶活性增大；2、观察图二可知，图示纵坐标为净光合作用速率，35℃时光照下放氧速率最大，所以该温度是草莓生长的最适温度。但该温度不一定是草莓光合作用的最适温度，因为实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。35℃条件下净光合速率最大但没有测定该温度下的呼吸速率，所以无法确定实际(真正)光合速率的大小，也就不能确定是否是光合作用最适温度。
【详解】A、增大环境CO2浓度时，气孔开度降低，减少水分散失，有助于植物生存，同时Rubisco酶活性上升，有利于植物进行光合作用，A正确；
B、将草莓从低浓度CO2迁入高浓度CO2中，短时间内CO2固定增强，对C5的消耗增强，C5减少，C3生成增多，C3的还原增强，故ATP和NADPH的消耗增多，其含量减少，B错误；
C、35℃时净光合速率最快，最适宜草莓生长，5℃时净光合速率为0，光合作用速率等于呼吸作用速率，C错误；
D、40℃下，气孔开放程度较低，进入胞间的CO2较少，但由于净光合速率也较低，被吸收进细包的CO2也较少，35℃下，气孔开放程度较高，进入胞间的CO2较多，但此时净光合速率最大，被吸收进细包的也更多，所以两种温度下的胞间CO2浓度无法比较，D错误。
故选A。
4．植物光敏色素是一种可溶性的色素—蛋白质复合体，有红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。无活性的Pr在细包质中合成，接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细包核内，经一系列信号放大和转变，引起种子萌发、幼苗生长发育等生物学效应。足够高的Pfr/Pfr+Pr比例对于维持叶片中的叶绿素水平是必要的。下列说法错误的是（ ）
A．光敏色素接受光刺激并传递信号，进而启动相关生态表达并引起相关的生理反应
B．Pfr和Pr的活性不同是由于光刺激引起光敏色素空间结构改变导致的
C．光敏色素是一种化学本质类似生长素的信号分子，具有调节生命活动的作用
D．增加红光照射可以适当提高植物光合作用释放氧气的速率
【答案】B
【分析】光敏色素是指吸收红光远红光可逆转换的光受体（色素蛋白质）。光敏色素分布在植物各个器官中，一般来说，蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素。
【详解】A、光敏色素是一种可溶性的色素—蛋白质复合体，接受光刺激并传递信号，进而启动细包核内相关生态表达并引起相关的生理反应，A正确；
B、接受红光刺激后无活性的Pr转变为有活性的Pfr，光敏色素的空间结构发生改变，活性也发生改变，B正确；
C、光敏色素的化学本质是蛋白质，是接受信号的物质，C错误；
D、增加红光照射能提高Pfr/（Pfr+Pr）的比值，有利于维持叶片中的叶绿素水平，有利于提高低温时植物光合作用释放氧气的速率，D错误。
故选B。
5．各取未转生态的水稻（W）和转Z生态的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细包呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　）
A．本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3
B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C．转Z生态能增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D．喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
【答案】A
【分析】据图分析：该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，因变量是光合速率。W+寡霉素对光合速率具有抑制作用，其余各组实验均能够有效缓解干旱胁迫，使光合速率增强，其中T+硫酸氢钠组效果最好。
【详解】A、该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，A正确；
B、寡霉素会抑制光合作用中ATP合成酶的活性，水稻细包光合作用中ATP合成的场所为叶绿体的类囊体薄膜，因此寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的类囊体薄膜，B错误；
C、对比分析(W+H2O) 与(T+H2O) 的实验结果可知：转Z生态能够提高光合作用的效率，对比分析(W+寡霉素)与(T+寡霉素)的实验结果可知：转Z生态可以减缓寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误；
D、对比分析(W+H2O) 、(W+寡霉素) 与(W+NaHSO3) 的实验结果可知:喷施NaHSO3能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D错误。
故选A。
6．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，绘制出如下立体图。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
【答案】B
【分析】影响光合作用的环境因素：
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】A、由图可知，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正确；
B、由图可知，当170ppmCO2浓度时，适当提高光照强度会增加气孔导度，B正确；
C、当光照强度为0时，CO2浓度小于170ppm时，气孔导度随CO2浓度增加而减小，C错误；
D、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，气孔导度也会发生改变，D错误。
故选B。
7．在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
A．a～b段，叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
B．该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO2/min
C．适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大
D．若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
【答案】B
【分析】题图分析，图中实验装置甲测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，可以用于测定呼吸作用强度或净光合作用强度，即光下测定的 是净光合速率，黑暗处测定的是呼吸速率。
【详解】A、a～b段二氧化碳含量在下降，说明植物的光合作用大于呼吸作用，且二氧化碳在暗反应中被用于合成三碳化合物，因此叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输，A正确；
B、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，由ab段可以计算出净光合速率=（1680 180）/30=50ppm CO2/min，由bc段可以计算出呼吸速率=（600 180）/30=14ppm CO2/min，因此真光合速率平均为64ppm CO2/min，B正确；
C、题干中提出，该实验在最适温度条件下进行，因此适当提高温度进行实验，光合速率下降，导致该植物光合作用的光饱和点将下降，C错误；
D、若第10 min时突然黑暗，导致光反应产生的ATP和[H]含量下降，抑制暗反应中C3的还原，导致叶绿体基质中C3的含量将增加，D错误。
故选B。
8．党的二十大报告作出全方位夯实粮食安全根基的战略安排，要“藏粮于地、藏粮于技”，创新发展现代农业，是保证粮食安全的一项根本政策。下列有关说法正确的是（　　）
A．大力推广稻田养蟹（鸭）、麦田养鸡等农田互作模式能有效改良作物品种
B．中耕松土和适时排水措施，可促进作物根系充分吸收土壤中的有机质，提高作物产量
C．农业机械收割玉米、小麦，秸秆粉碎后直接还田，疏松了土壤，提高了能量利用率
D．温室大棚技术的完善和普及，有效地提高了蔬菜产量，这可能和提高光能利用率有关
【答案】A
【分析】生态农业，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化高效农业。它要求把发展粮食与多种经济作物生产，发展大田种植与林、牧、副、渔业，发展大农业与第二、三产业结合起来，利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一
【详解】A、大力推广稻田养蟹（鸭）、麦田养鸡等农田互作模式，能实现能量额多级利用，但不能改良作物品种，A正确；
B、作物根系不能吸收土壤中的有机质，B错误；
C、玉米、小麦秸秆直接还田，秸秆中的能量没有为人所用，能量的利用率没有提高，C错误；
D、温室大棚技术的完善和普及，有效地提高了蔬菜产量，这可能提高植物对光能利用率，D错误。
故选A。
9．在温度、水分均适宜的条件下，分别测定甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度的变化，结果如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．光照强度为c时两植物积累有机物的速率相等
B．若光照强度突然由b变为a，短时间内叶绿体中C3含量增多，C5含量减少
C．d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同
D．这两种植物间作时有利于提高光能利用率
【答案】A
【分析】曲线的纵坐标是光合速率与呼吸速率的比值（P/R），当P/R=1时，光合速率等于呼吸速率，此时的光照强度即光的补偿点。
【详解】A、光照强度为c时两植物的光合速率与呼吸速率的比值（P/R）相等，光合速率与呼吸速率的差值（净光合速率，积累有机物的速率）不一定相等，A正确；
B、若光照强度突然由b变为a，光照强度减弱，短时间内光反应产生的ATP和NADPH减少，被还原的C3减少，C3的生成速率不变，故叶绿体中C3含量增多，C5含量减少，B正确；
C、d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同，都是CO2浓度，C正确；
D、当P/R=1时，光合速率等于呼吸速率，此时的光照强度即光的补偿点，由曲线可知，乙的光补偿点和光饱和点都低于甲，能够利用空间不同层次的光，所以这两种植物间作时有利于提高光能利用率，D错误。
故选A。
10．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°C．下列相关叙述错误是（ ）
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包中的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
【答案】A
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】A、分析题意，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；
B、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；
C、CO2极限时光照强度达到最大，光反应速率最大，较极限前叶肉细包中的NADPH、ATP 含量高，C3还原加快，故C3含量低，C正确；
D、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°C，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。
故选A。
二、非选择题
11．对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段，一分子CO2被一分子五碳化合物（C5）固定以后，形成的是两分子三碳化合物（C3）。但在玉米、甘蔗等植物细包中存在特殊的固定CO2的途径（C4途径，如下图），其细包中的PEPC 酶对CO2有很高的亲和力。回答下列问题：
(1)玉米光合作用过程中能固定CO2的物质有 ，由图可知，玉米细包中的胞间连丝具有 的作用。
(2)在玉米光合作用过程中，为研究CO2中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物（C4）中，可采用 方法进行实验，该实验过程需要控制的自变量是 。
(3)某研究小组认为，在其他条件相同且适宜的情况下，玉米的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）低于水稻，该小组欲利用下图装置对此进行研究，支持该研究小组观点的实验结果为 。从光合作用角度分析，请写出一个还可以用此装置研究的课题： 。
【答案】(1) C5、PEP 物质交换
(2) 放射性同位素标记 时间
(3) 玉米组二氧化碳的浓度低于水稻组 一天中该植株积累的有机物的情况
【分析】1、图1是C4植物固定CO2的途径，CO2被叶肉细包转运给维管束鞘细包中的叶绿体，参与卡尔文循环。
2、光反应场所是叶绿体类囊体膜，卡尔文循环场所是叶绿体基质。
3、光反应中能量变化是光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，卡尔文循环中能量变化是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中的稳定的化学能。
【详解】（1）由图可知，PEP与二氧化碳反应生成C4，C5与二氧化碳反应生成C3，因此玉米光合作用过程中能固定CO2的物质有C5、PEP。由图可知，C3能通过胞间连丝从维管束鞘细包进入叶肉细包，因此玉米细包中的胞间连丝具有物质交换的作用。
（2）放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律，因此科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，在玉米光合作用过程中，为研究CO2中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物（C4）中，可采用放射性同位素标记方法进行实验，该实验过程需要控制的自变量是时间，尽可能缩短时间，直到出现第一种放射性物质。
（3）为验证玉米的CO2补偿点低于水稻，即玉米能利用低浓度CO2，那实验结果应该为玉米组二氧化碳的浓度低于水稻组。从光合作用角度来看，该装置还能用来判断一天中该植株积累的有机物的情况。
12．油菜素内酯（BR）是从油菜花粉中分离出来的一种植物激素。科研人员以弱光敏感型番茄品种“基尔斯”为试验材料，采用营养液栽培，研究外源BR对弱光胁迫下番茄幼苗叶片形态及光合特性的影响，进行了如下处理：正常光照（CK，500μmolm-2·s-1）、正常光照+0.1mg·L-1BR（CB）、弱光（LL，80μmolm-2·s-1）、弱光+0.1mg·L-1BR（LB），部分实验结果如下表所示。其中表观量子效率是光合作用光能转化最大效率的一种量度，其值越大，光能的利用效率越高；光补偿点是反映植物利用光能状况的生理指标，可直接反映植物对弱光的利用能力，是耐阴性评价的重要指标。
处理 叶面积（cm2） 叶片干质量（g） 比叶面积（cm2·g-1） 茎叶夹角（°） 茎叶垂角（°） 表观量子效率（mol·mol-1） 光补偿点（μmol·mol-1）
CK 48.0 1.7 28.0 42.7 54.7 0.067 33.4
CB 51.3 1.8 29.3 43.3 56.3 0.064 34.7
LL 55.3 0.7 80.9 48.7 61.0 0.049 43.0
LB 63.1 1.1 56.2 54.7 65.7 0.059 33.6
回答下列问题：
(1)光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，与番茄光合作用有关的色素有 两大类，与光合作用有关的酶分布在叶绿体的 。
(2)实验结果显示，弱光胁迫下番茄幼苗叶片质量 、叶面积 ，导致比叶面积增大，即叶片变得 （填“更大、更薄”或“更小、更厚”）这一变化的生物学意义在于 。
(3)遮荫后，茎叶夹角和垂角均增大，说明株幅变大，叶片 （填“挺直”或“下垂”），利于叶片接受更多光照。喷施BR后，叶面积和叶角 ，使得叶片在空间姿态和分布上更加合理，以改善弱光对番茄幼苗的不利影响。
(4)实验结果显示，外源BR可以 弱光下番茄幼苗叶片的表观量子效率， 光补偿点，并维持叶片形态的稳定性，来改善光合性能，有效缓解弱光胁迫对番茄幼苗的伤害。
【答案】(1) 类胡萝卜素、叶绿素
类囊体薄膜、叶绿体基质
(2) 减少 增大 更大、更薄 有利于增强弱光下光能捕获力，积累更多光合产物
(3) 下垂 增大
(4) 增大 降低
【分析】1、植物激素是植物体内产生的，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长有显著影响的微量有机物，植物体内没有分泌激素的特定腺体。油菜素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。
2、该实验探究外源BR对弱光胁迫下番茄幼苗叶片形态及光合特性的影响，试验的自变量为光照强度及是否添加外源BR，因变量为番茄幼苗叶片形态及光合特性的变化。
【详解】（1）光合色素分为类胡萝卜素、叶绿素两大类，与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质中。
（2）实验结果显示，弱光胁迫下番茄幼苗叶片质量减少、叶面积增大，导致比叶面积增大，即叶片变得更大、更薄，这一变化有利于增强弱光下光能捕获力，积累更多光合产物。
（3）遮荫后，茎叶夹角和垂角均增大，说明株幅变大，叶片下垂，利于叶片接受更多光照。喷施BR后，叶面积和叶角增大，使得叶片在空间姿态和分布上更加合理，以改善弱光对番茄幼苗的不利影响。
（4）实验结果显示，外源BR可以增大弱光下番茄幼苗叶片的表观量子效率，降低光补偿点，并维持叶片形态的稳定性，来改善光合性能，有效缓解弱光胁迫对番茄幼苗的伤害。
13．广西青梅为国家一级保护野生植物。研究人员对广西青梅幼苗和成年树木的光合特性与结构特征进行了比较分析，探究其在不同生长发育阶段叶片光合能力的差异，相关实验结果如下图所示。回答下列问题：
注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关
(1)据图分析，当光照强度为（ 0 500μmol m-2 s-1时，幼苗和成年树木的净光合速率均快速上升，原因是 ，此时类囊体上可以产生更多的 供暗反应合成有机物。而当光照强度大于 800μmol m-2 s-1以后，幼苗和成年树木的净光合速率均呈下降趋势，原因可能是 。
(2)成年树木的叶绿素a、b含量均显著高于幼苗，用 （填试剂）分别提取两者等量绿叶中的光合色素后，通过纸层析法进行分离，滤纸条从上至下第三、四条色素带较宽的是来自 （填“成年树木”或“幼苗”）的光合色素。
(3)成年树木和幼苗的下表皮存在大量的气孔组织，推测成年树木的气孔密度 （填“高于”或“低于”）幼苗。保卫细包吸水体积膨大时气孔开放，反之关闭，当保卫细包内可溶性糖含量高时，可导致气孔 （填“关闭”或“开放”）。
(4)广西青梅种子发芽及幼苗的生长需要荫蔽环境，而成年树木喜阳，由于广西青梅成年树木与其他乔木树种长期占据了上层，大苗难以长成中树或大树。在广西当地可通过人为干扰的方式，如 （答一点）以利于大苗生长发育成大树；在引种栽培时，幼苗时期需要进行适当的 处理，进入成年期后，可移植至适宜的环境中。
【答案】(1) 光照强度增大，光反应速率不断升高 ATP 与 NADPH 光照过强，使幼苗和成年树木的部分气孔关闭，CO 供应减少，抑制了暗反应
(2) 无水乙醇(或体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠) 成年树木
(3) 高于 开放
(4) 适当砍伐大苗上层的其他乔木 遮阴
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】（1）据图分析，当光照强度为 0 500μmol m-2 s-1时，幼苗和成年树木的净光合速率均快速上升，其原因是光照强度增大，光反应速率不断升高，此时类囊体上可以产生更多的 ATP 与NADPH 供暗反应合成有机物；而当光照强度大于 800μmol m-2 s-1以后，幼苗和成年树木的净光合速率呈下降趋势，分析其原因是由于光照过强，导致幼苗和成年树木的部分气孔关闭，CO 供应减少，抑制了暗反应。
（2）色素易溶于有机溶剂，故可用无水乙醇或体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠分别提取两者等量绿叶中的光合色素后，通过纸层析法进行分离，滤纸条从上至下第三条(叶绿素 a)、第四条(叶绿素 b)色素带较宽的是来自成年树木的光合色素。
（3）分析题意，成年树木和幼苗的下表皮存在大量的气孔组织，推测成年树木的气孔密度高于幼苗；保卫细包吸水体积膨大时气孔开放，反之关闭，当保卫细包内可溶性糖含量高时，保卫细包吸水可导致气孔开放。
（4） 广西青梅种子发芽及幼苗的生长需要在荫蔽环境下完成，幼苗喜阴而成年树木喜阳，由于广西青梅成年树木与其他乔木树种长期占据了上层，大苗难以长成中树或大树。在广西当地可通过人为干扰的方式，如适当砍伐大苗上层的其他乔木以利于大苗生长发育成大树；在引种栽培时，幼苗时期需要进行适当的遮阴处理，进入成年期后，可移植至适宜的环境中，以促进广西青梅生长发育。
14．研究人员发现大豆细包中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）转生态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。
(2)图1中，光照强度大于1500umol/m2/s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 。
(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）转生态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。依据结果可推出在强光胁迫下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 。

(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 的转生态大豆幼苗（提示：可通过转生态技术得到相应生态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 （答出1点即可）。
【答案】(1) NADPH和ATP C3还原
(2) 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 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)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
(4) GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达（或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达） 抑制大豆细包中GmPLP1的表达；促进大豆细包中GmVTC2b的表达；增加大豆细包中抗坏血酸含量
【分析】光合作用过程：
①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；
②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。
【详解】（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，光反应减弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，而暗反应过程中C3还原需要光反应提供ATP和NADPH，因此导致暗反应C3还原减弱，生成的有机物减少，致使植物减产。
（2）由于胞间CO2浓度的限制，二氧化碳吸收速率有限，光合作用有关酶的数量（活性）的限制以及温度的影响，所以光照强度大于1500umol/m2/s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。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，该结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应。
（3）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）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，因此可通过设置GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达（或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达）的转生态大豆幼苗来进行实验。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抑制大豆细包中GmPLP1的表达；促进大豆细包中GmVTC2b的表达；增加大豆细包中抗坏血酸含量。
15．I．根据光合作用中CO2固定方式的不同，可将植物分为C3植物（如小麦）和C4植物（如玉米）。C4植物叶肉细包中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶，而维管束鞘细包中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶，其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。

(1)C4植物光合作用暗反应在 细包中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的 （填结构）提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和 （填生理过程）。
(2)C4植物维管束鞘细包完全被叶肉细包包被，叶肉细包可以为维管束鞘细包叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细包叶绿体在结构上具有的特点是 ；同时还有助于从维管束鞘细包散出的CO2再次被 （填物质）“捕获”。
Ⅱ．研究者设计了如图甲所示的实验，分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问题：

(3)图甲的实验设计中，对照组玉米处理的具体条件是 。图乙中，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是 。图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明 。
(4)据丙图可知，光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 裂解放出的电子补充；光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成 。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感，单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因 。
【答案】(1) 维管束鞘 类囊体 有氧呼吸的第二阶段（呼吸作用）
(2) 叶绿体中基粒发育不全（没有类囊体） PEP羧化酶
(3) 适宜的温度和水分 单一冷害（C组） 干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合（和生长）等造成的损伤
(4) ATP H2O NADPH 冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递，进而减少NADPH与ATP的生成，导致暗反应速率减慢
【分析】1、C4植物光合作用过程主要涉及两个关键步骤：C4途径和C3途径（这两个步骤在C4植物中是分开的，而C3植物中则是同时进行的）。
C4途径： 在C4植物的叶肉细包中，CO2首先被固定形成一种称为C4的化合物。 随后，C4化合物进入维管束鞘细包，在那里释放出一个CO2分子，并形成丙酮酸。 释放出的CO2随后被C5固定，形成两个C3化合物。 C3化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原为有机物；
C3途径： 发生在维管束鞘细包的叶绿体中，与C4途径不同，C3途径直接将CO2固定为C3化合物。 C3化合物在光反应的帮助下被还原为有机物。
C4植物的特点是它们能够通过C4途径有效地利用低浓度的CO2，并在干旱条件下仍能进行光合作用。这种能力使得C4植物在高温、低CO2浓度或干旱条件下比C3植物更能有效地进行光合作用。
2、由图甲、图乙可知，实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期，因变量为玉米的净光合速率，由于胁迫期C&D组（干旱+冷害）净光合速率小于C组（单一冷害），而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。
【详解】（1）C4植物光合作用暗反应在维管束鞘细包中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的类囊体提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和有氧呼吸的第二阶段（呼吸作用）；
（2）C4植物维管束鞘细包完全被叶肉细包包被，叶肉细包可以为维管束鞘细包叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细包叶绿体在结构上具有的特点是叶绿体中基粒发育不全（没有类囊体）；同时还有助于从维管束鞘细包散出的CO2再次被PEP羧化酶“捕获”；
（3）由图甲、图乙可知，实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期，因变量是玉米的净光合速率，为了排除除自变量之外其他因素对实验结果的影响，故对照组玉米的处理是在适宜的温度和水分条件下培养；由图乙的实验结果可知，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是单一冷害（C组），图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合（和生长）等造成的损伤；
（4）由图丙可知，光系统Ⅱ中的叶绿素、类胡萝卜素复合体吸收光能后，使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便驱动ADP和Pi转化为ATP；而光系统Ⅱ中丢失的电子可由光反应中H2O的光解放出的电子补充；光系统Ⅰ中的色素吸收光能后也有高能电子产生，其作用是与H+和NADP+合成为NADPH；上述过程为光反应，其发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜上；研究表明，玉米幼苗对低温较敏感。单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因：冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递，进而减少NADPH与ATP的生成，导致暗反应速率减慢。
1．（2022·天津·高考真题）天津市针对甘肃古浪县水资源短缺现状，实施“农业水利现代化与智慧灌溉技术帮扶项目”，通过水肥一体化智慧灌溉和高标准农田建设，助力落实国家“药肥双减”目标，实现乡村全面振兴。项目需遵循一定生态学原理。下列原理有误的是（ ）
A．人工生态系统具有一定自我调节能力
B．项目实施可促进生态系统的物质与能量循环
C．对利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入
D．根据实际需要，合理使用水肥
【答案】B
【分析】提高生态系统稳定性的措施：(1)控制对生态系统的干扰程度。(2)实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。
【详解】A、生态系统具有一定的自动调节能力，但这种自动调节能力有一定限度，人工生态系统也具有一定自我调节能力，A正确；
B、能量流动是单向的，逐级递减的，不是循环的，因此不能促进能量的循环，B错误；
C、对利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，C正确；
D、植物不同生长发育时期所需的水和无机盐是不同的，因此要根据实际需要，合理使用水肥，D错误。
故选B。
2．（2022·北京·高考真题）下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（　　）
A．探究光照强度对光合作用强度的影响
B．DNA的粗提取与鉴定
C．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D．模拟生物体维持pH的稳定
【答案】B
【分析】探究光照强度对光合作用强度的影响，自变量是光照强度，因变量是光合作用强度，需要精确测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量。
【详解】A、探究光照强度对光合作用强度的影响，需要测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量，A正确；
B、DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验，只需观察是否有相关现象，不需要定量，故对实验结果不要求精确定量，B正确；
C、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况，要求定量，C错误；
D、模拟生物体维持pH的稳定，需要用pH试纸测定溶液pH值，需要定量，D错误。
故选B。
3．（2022·海南·高考真题）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
【分析】不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。
【详解】A、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溶液浓度），温度和光照为无关变量，A正确；
B、当光合作用产生的氧气大于细包呼吸消耗的氧气时，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，B正确；
C、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，C错误；
D、若在4℃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可能均会延长，D错误。
故选B。
4．（2024·浙江·高考真题）长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题：
(1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部分细包利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是 ，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体（NAD+）再生，从而使 得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越 （耐渍害/不耐渍害）。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。
光合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间CO2浓度 叶绿素含量
光合速率 1
蒸腾速率 0.95 1
气孔导度 0.99 0.94 1
胞间CO2浓度 -0.99 -0.98 -0.99 1
叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1
注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈 趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由 （气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是 。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内 （激素）大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细包通过 ，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
【答案】(1) 三/3 细包质基质 葡萄糖分解（糖酵解） 耐渍害
(2) 胞间CO2浓度 下降 非气孔限制因素 胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关
(3) 脱落酸 程序性死亡/凋亡
【分析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细包质进行，第二阶段在线粒体基质进行，第三阶段在线粒体内膜进行，且第三阶段释放的能量最多。无氧呼吸分为两个阶段，均在细包质基质进行。
由表可知，胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
【详解】（1）有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵（无氧呼吸）的场所是细包质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD+参与，所以氢接受体（NAD+）再生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行，更加耐渍害。
（2）由表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
（3）脱落酸具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细包通过通过凋亡（程序性死亡），从而形成腔隙，进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
5．（2023·重庆·高考真题）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成正相关。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），结果如下表。
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 0．49 180．1 4．6 129．5
突变体 0．66 199．5 7．5 164．5
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荫条件下两种水稻的产量（单位省略），结果如下表。
田间光照产量 田间遮阴产量
野生型 6．93 6．20
突变体 7．35 3．68
①在田间遮荫条件下，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水稻叶肉细包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，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) NADPH（[H]） C5（核酮糖—1，5-二磷酸，RuBP） 突变体的光反应与暗反应速率都较野生型快
(2) 突变体叶绿素含量太低 光照强度太低 蔗糖 高
【分析】1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用过程十分复杂，根据是否需要光能，将这些化学反应分为光反应和暗反应，现在也成为碳反应阶段。
2、光反应阶段：必须有光才能进行，反应部位在类囊体的薄膜上。在这个阶段，叶绿体中光合色素吸收的光能首先将水分解成氧和H+。其中氧以分子氧气释放，H+与NADP+结合，形成NADPH。NADPH是活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应。光合色素吸收的另一部分光能，在酶的作用下，使ADP与Pi反应形成ATP，用于暗反应。
3、暗反应阶段：需要多种酶参与，在有光、无光的条件下均可进行，反应部位在叶绿体基质中。这个阶段绿叶通过气孔从外界吸收CO2，在特定酶（CO2固定酶）的作用下与C5（一种五碳化合物）结合，这个过程叫作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3。在酶的作用下C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，一部分接受能量并被还原的C3经过一系列酶的作用转化为糖类，另一些接受能量被还原的C3又形成C5，参与CO2的固定。暗反应的实质是同化CO2，将活跃的化学能转化为稳定的化学能，储存在有机物中。
【详解】（1）①根据分析可知，光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上反应。这个阶段电子传递的最终产物是NADPH。RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶，根据分析可知这个阶段是暗反应阶段（CO2的固定），在这个反应中 CO2，在CO2固定酶的作用下与C5（一种五碳化合物）结合，所以RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。
②根据分析可知，表中的类囊体薄膜电子传递速率代表了光反应速率，电子传递速率越高，则光反应速率越快；RuBP羧化酶含量高低与暗反应速率有关，RuBP羧化酶含量越高，暗反应速率越快。由表可知突变体的光反应和暗反应速率都比野生型快，所以突变型水稻的光合速率高于野生型。
（2）①根据光合作用的分析可知，只要影响到原料、能量的供应都是影响光合作用的因素，比如CO2的浓度、叶片气孔的开闭情况，光照强度等；叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成，结构的因素，比如叶绿体光合色素含量低等也会影响光合作用。根据题干可知在遮荫情况下突变体水稻产量明显低于野生型，因此推测这种结果的内因则是突变体自身叶绿素含量太低，外因则是光照强度太低。
②蔗糖是光合作用的主要产物，也是植物光合作用远距离运输的主要。所以水稻叶肉细包的光合产物有淀粉和蔗糖，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输，在开花结实期主要运往籽粒。
③根据以上结果可知，在同等光合速率下突变体水稻所需要的光照更强，因此突变体水稻的光补偿点较野生型高。
6．（2023·山东·高考真题）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。细包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生态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) 光、H蛋白 CO2浓度、温度
(2) 不能 突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型光PSⅡ系统损伤大但能修复
(3) 少
突变体PNQ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
【分析】光合作用过程：
（1）光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；
（2）暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。
【详解】（1）据题意拟南芥的野生型和H生态缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度、水分等。
（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。
（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSII的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。
7．（2023·浙江·高考真题）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 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
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”）。库源比降低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。
果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
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)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇
(2) C5
ATP和NADPH CO2是光合作用的原料；13C可被仪器检测
(3) 降低 增加
库源比降低，植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。
(4)离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多
(5)C
【分析】本题研究研究不同库源比（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，自变量为库源比，即以果实数量与叶片数量比值；因变量为光合作用以及光合产物分配情况。
【详解】（1）叶绿体中的色素易溶于无水乙醇，因此用乙醇作为提取液；
（2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO ，13CO 先与叶绿体内的C5结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的ATP和NADPH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13CO 的原因是CO2是光合作用的原料；13C可被仪器检测 。
（3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低；
果实中含13C光合产物的量增多；
库源比降低导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。
（4）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离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。
（5）综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能提高果实产量，故选B。
8．（2022·福建·高考真题）栅藻是一种真核微藻，具有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。为提高栅藻的培养效率和油脂含量，科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养（如图1）对栅藻生长和产油量的影响，结果如图2。
回答下列问题：
(1)实验中，悬浮培养和膜培养装置应给予相同的 （答出2点即可）。
(2)为测定两种培养模式的栅藻光合速率，有人提出可以向装置中通入C18O2，培养一段时间后检测18O2释放量。你认为该方法 （填“可行”或“不可行”），理由是 。
(3)由图2的结果可知，膜培养的栅藻虽然叶绿素含量较低，但膜培养仍具一定的优势，体现在 ① 。结合图1，从影响光合效率因素的角度分析，膜培养具有这种优势的原因是 ② 。
(4)根据图2的结果，对利用栅藻生产油脂的建议是 。
【答案】(1)光照强度、通气量、接种量
(2) 不可行 C18O2中的18O在暗反应中随C18O2转移到糖类等有机物中（ C18O2→C3→CH218O），光反应中释放的O2来自H2O，排出的气体中检测不到18O2
(3) 生物量(产率)和油脂产率较高 膜培养时栅藻更充分利用光照和CO2/膜培养时栅藻对光照和CO2利用率更高
(4)使用2%琼脂浓度培养基对应含水量的膜培养方式
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）分析题意可知，本实验中科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养，实验的自变量是含水量等不同，实验除了自变量，其他的无关变量要保持相同且适宜，所以悬浮培养和膜培养装置应给予相同的光照强度、通气量、接种量。
（2）分析题意，本实验目的是测定两种培养模式的栅藻光合速率，C18O2中的18O在暗反应中随C18O2转移到糖类等有机物中（ C18O2→C3→CH218O），光反应中释放的O2来自H2O，排出的气体中检测不到18O2，因此根据被标记的氧气量不能测定栅藻光合速率。
（3）由图2的结果可知，与悬浮培养相比，膜培养的栅藻生物量（产率）和油脂产率更高，可能是因为虽然膜培养的栅藻叶绿素含量较低，但栅藻更充分利用光照和CO2。
（4）比较图2各组膜培养的栅藻，2%琼脂浓度培养基培养的栅藻油脂产率最高，所以建议对栅藻采用2%琼脂浓度培养基对应含水量的膜培养方式。
9．（2022·河北·高考真题）某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题：
(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。
(2)经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是 （写出两点即可）。
(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少 。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的生态编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于 中的生态编码。
【答案】(1)差速离心
(2)叶绿体内部结构解体；光合色素减少
(3)水分的散失
(4) 细包核 叶绿体
【分析】1、分离各种细包器的方法是差速离心法。
2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】（1）叶绿体属于细包器，根据不同细包器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。
（2）光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。
（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。　
（4）叶绿体属于半自主性细包器，其中蛋白质的合成主要受到细包核生态的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于细包质中（叶绿体）的生态编码。
10．（2022·湖北·高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，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。

【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、乙植物中的生态A表达量都下降，为确定A生态功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A生态过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 ，则说明A生态的功能与乙植物对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 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
(4)A生态过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【分析】光饱和点：在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度
(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
(2) 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
(3) 减弱 促进光反应关键蛋白的合成
【分析】该实验探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，自变量是对幼苗不同的处理，因变量为光合作用强度，由曲线可知，BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。
【详解】（1）苹果幼苗叶肉细包中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
（2）影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。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，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是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。
（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
12．（2022·全国·高考真题）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、[H]和ATP
(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：（1）光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；（2）光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
【详解】（1）光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
（2）叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
（3）C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
(www.21cnjy.com)第10讲 光合作用（第二课时）
目录 01 模拟基础练 【题型一】光合作用影响因素的探究实验 【题型二】光合作用的影响因素 【题型三】光合作用在农业生产中的应用 02 重难创新练 03 真题实战练
题型一 光合作用影响因素的探究实验
1．在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55
CO2吸收速率μmolCO2·dm－2·h－1 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0
CO2生成速率μmolCO2·dm－2·h－1 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0
A．分析表中的数据，可知35℃时植物实际光合速率最大
B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30~40℃设置温度梯度继续实验
C．若昼夜时间相等，植物在25~35℃时可以正常生长
D．30℃与40℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响
2．测定某一新鲜叶片新陈代谢速率的相关装置如图所示，图中缓冲液用于调节CO2的量，以模拟空气中CO2的浓度。下列相关叙述错误的是（ ）
A．设置恒温水槽可避免外界环境温度的影响
B．若只用18O标记小室外水槽中的水，则不能够检测到18O2
C．光照强度为零时，能测出呼吸速率
D．通过该装置不能得出叶片的总光合速率
3．农科院为提高温室黄瓜的产量，对其光合特性进行了研究。下图为7时至17时内黄瓜叶片光合作用相关指标的测定结果，其中净光合速率和Rubisco（固定CO2的酶）活性日变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是（ ）
A．7时至17时净光合速率两次降低的限制因素相同
B．13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率
C．7时至17时黄瓜叶片干重变化也呈“双峰”曲线
D．胞间CO2浓度既受光合速率影响又会影响光合速率
题型二 光合作用的影响因素
4．滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制定珍稀中药龙脑香樟的施肥方案，研究者设置3个实验组（T1-T3，滴灌）和对照组（CK，传统施肥方式），按1中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥，培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析错误的是（ ）
处理 施肥量/（mg/kg） 呼吸速率/（μmol·m-2s-1） 最大净光合速率/（μmol·m-2s-1） 光补偿点/（klx） 光饱和点/klx）
T1 35．0 2．74 13．74 84 1340
T2 45．5 2．47 16．96 61 1516
T3 56．0 2．32 15．33 61 1494
CK 35．0 3．13 11．59 102 1157
（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。）
A．光照强度为100klx时，实验组比对照组积累更多有机物
B．光照强度为1600klx时，实验组的光合速率比对照组更高
C．植物可吸收P元素用于合成自身的淀粉和蛋白质等物质
D．各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长
5．气孔是水分和气体进出植物叶片的通道，由叶片表皮上的保卫细包环绕而成。保卫细包失水会导致气孔关闭，吸水会导致气孔开启，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．图甲气孔开放的原因是保卫细包外侧壁的伸缩性大于内侧壁
B．图乙气孔关闭至保卫细包液泡体积不变时，仍可能发生渗透作用
C．当气孔开启足够大时，保卫细包的细包液浓度仍大于外界溶液浓度
D．当光照逐渐增强时，保卫细包的细包液内可溶性糖含量升高可导致气孔开放
6．下图1表示左侧曝光右侧遮光的对称叶片（假设左右侧之间的物质不发生转移），适宜光照12小时后，从两侧截取同等面积的叶片烘干称重记为 ag和bg；图2表示某植物非绿色器官在不同氧浓度条件下的CO2释放量和O2吸收量；图3、4分别表示植物在不同光照强度条件下的O2释放量和CO2吸收量。相关叙述错误的是（　　）
A．图1中ag bg所代表的是12小时内截取部分的光合作用制造的有机物总量
B．图2中氧浓度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
C．图3中若白昼均为12小时，光强为5klx时植株一昼夜需从外界吸收CO212mmol
D．图4中若随时间的延长光照强度逐渐增强，则0D间植株积累有机物的量为S2-S1
题型三 光合作用在农业生产中的应用
7．光合作用和呼吸作用是植物细包两大重要的生理功能。下列关于光合作用和呼吸作用在生产、生活中应用的叙述，错误的是（　　）
A．油菜种子播种时宜浅播，原因是其萌发时细包呼吸需要大量氧气
B．玉米种子收获后要经风干再储藏，目的是降低呼吸作用
C．种植水稻时，应尽量缩小行距和株距，通过增加水稻植株数量来增加产量
D．种植蔬菜时，定期松土有利于蔬菜根细包从土壤中吸收矿质元素
8．吉林省是一个农业大省，源远流长的农耕文明是孕育中华文明的母体和基础。农业谚语是我国劳动人民在农业生产实践中总结出来的农事经验。下列叙述正确的是（ ）
A．“一挑粪进，一挑谷出”，施加有机肥只能为植物补充无机盐，实现增产
B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补水分可减弱植物光合午休，实现增产
C．“霜前霜米如糠，霜后霜谷满仓”，霜降前降温可减弱种子呼吸，实现增产
D．“春雨漫垄，麦子豌豆丢种”，雨水过多会增强种子无氧呼吸，实现增产
9．我国劳动人民在作物栽培中积累了丰富的生产经验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．“合理密植多打粮”，合理密植既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率
B．“稻田中耕勤除草”，既可以促进根对无机盐的吸收，又可以减小种间竞争
C．“秋天沤青肥”，可为土壤提供有机肥，被植物直接吸收利用达到增产的目的
D．“倒茬如上粪”，轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类
一、单选题
1．在农业生产和科学研究过程中，经常需要根据生物学原理采取某些措施使植物生长满足人们的需求，下列叙述正确的是（ ）
A．在大棚里增施CO2是为了促进有氧呼吸
B．通过植物组织培养快速繁殖植物依据的原理是有丝分裂
C．人工授粉是为了保留全部亲本性状
D．人工补光是为了提高植物有机物的积累
2．关于生物学原理在农业生产上的应用，下列叙述错误的是（ ）
A．“低温、干燥、无氧”储存种子，更能降低细包呼吸，减少有机物的消耗
B．“正其行，通其风”，能为植物提供更多的二氧化碳，提高光合作用强度
C．“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象
D．“中耕松土”，能为根系提供更多氧气，促进细包呼吸，有利于根吸收无机盐
3．研究人员设计实验探究了CO2浓度对草莓幼苗各项生理指标的影响，结果如图1所示，其中Rubisco酶催化CO2的固定。气孔开度是指气孔的孔径大小，它反应了气孔开启或关闭的程度。图2表示温度对草莓光合作用的影响。下列相关叙述正确的是（　　）
A．适当增大环境CO2浓度有利于草莓在干旱环境中生存
B．当草莓所处环境CO2浓度升高，短时间内C5增多，ATP和NADPH增多
C．35℃是草莓生长的最适温度，5℃时草莓光合作用速率为0
D．35℃时草莓叶肉细包间隙CO2浓度高于40℃时
4．植物光敏色素是一种可溶性的色素—蛋白质复合体，有红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。无活性的Pr在细包质中合成，接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细包核内，经一系列信号放大和转变，引起种子萌发、幼苗生长发育等生物学效应。足够高的Pfr/Pfr+Pr比例对于维持叶片中的叶绿素水平是必要的。下列说法错误的是（ ）
A．光敏色素接受光刺激并传递信号，进而启动相关生态表达并引起相关的生理反应
B．Pfr和Pr的活性不同是由于光刺激引起光敏色素空间结构改变导致的
C．光敏色素是一种化学本质类似生长素的信号分子，具有调节生命活动的作用
D．增加红光照射可以适当提高植物光合作用释放氧气的速率
5．各取未转生态的水稻（W）和转Z生态的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细包呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　）
A．本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3
B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C．转Z生态能增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D．喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
6．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，绘制出如下立体图。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
7．在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
A．a～b段，叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
B．该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO2/min
C．适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大
D．若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
8．党的二十大报告作出全方位夯实粮食安全根基的战略安排，要“藏粮于地、藏粮于技”，创新发展现代农业，是保证粮食安全的一项根本政策。下列有关说法正确的是（　　）
A．大力推广稻田养蟹（鸭）、麦田养鸡等农田互作模式能有效改良作物品种
B．中耕松土和适时排水措施，可促进作物根系充分吸收土壤中的有机质，提高作物产量
C．农业机械收割玉米、小麦，秸秆粉碎后直接还田，疏松了土壤，提高了能量利用率
D．温室大棚技术的完善和普及，有效地提高了蔬菜产量，这可能和提高光能利用率有关
9．在温度、水分均适宜的条件下，分别测定甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度的变化，结果如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．光照强度为c时两植物积累有机物的速率相等
B．若光照强度突然由b变为a，短时间内叶绿体中C3含量增多，C5含量减少
C．d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同
D．这两种植物间作时有利于提高光能利用率
10．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°C．下列相关叙述错误是（ ）
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包中的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
二、非选择题
11．对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段，一分子CO2被一分子五碳化合物（C5）固定以后，形成的是两分子三碳化合物（C3）。但在玉米、甘蔗等植物细包中存在特殊的固定CO2的途径（C4途径，如下图），其细包中的PEPC 酶对CO2有很高的亲和力。回答下列问题：
(1)玉米光合作用过程中能固定CO2的物质有 ，由图可知，玉米细包中的胞间连丝具有 的作用。
(2)在玉米光合作用过程中，为研究CO2中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物（C4）中，可采用 方法进行实验，该实验过程需要控制的自变量是 。
(3)某研究小组认为，在其他条件相同且适宜的情况下，玉米的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）低于水稻，该小组欲利用下图装置对此进行研究，支持该研究小组观点的实验结果为 。从光合作用角度分析，请写出一个还可以用此装置研究的课题： 。
12．油菜素内酯（BR）是从油菜花粉中分离出来的一种植物激素。科研人员以弱光敏感型番茄品种“基尔斯”为试验材料，采用营养液栽培，研究外源BR对弱光胁迫下番茄幼苗叶片形态及光合特性的影响，进行了如下处理：正常光照（CK，500μmolm-2·s-1）、正常光照+0.1mg·L-1BR（CB）、弱光（LL，80μmolm-2·s-1）、弱光+0.1mg·L-1BR（LB），部分实验结果如下表所示。其中表观量子效率是光合作用光能转化最大效率的一种量度，其值越大，光能的利用效率越高；光补偿点是反映植物利用光能状况的生理指标，可直接反映植物对弱光的利用能力，是耐阴性评价的重要指标。
处理 叶面积（cm2） 叶片干质量（g） 比叶面积（cm2·g-1） 茎叶夹角（°） 茎叶垂角（°） 表观量子效率（mol·mol-1） 光补偿点（μmol·mol-1）
CK 48.0 1.7 28.0 42.7 54.7 0.067 33.4
CB 51.3 1.8 29.3 43.3 56.3 0.064 34.7
LL 55.3 0.7 80.9 48.7 61.0 0.049 43.0
LB 63.1 1.1 56.2 54.7 65.7 0.059 33.6
回答下列问题：
(1)光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，与番茄光合作用有关的色素有 两大类，与光合作用有关的酶分布在叶绿体的 。
(2)实验结果显示，弱光胁迫下番茄幼苗叶片质量 、叶面积 ，导致比叶面积增大，即叶片变得 （填“更大、更薄”或“更小、更厚”）这一变化的生物学意义在于 。
(3)遮荫后，茎叶夹角和垂角均增大，说明株幅变大，叶片 （填“挺直”或“下垂”），利于叶片接受更多光照。喷施BR后，叶面积和叶角 ，使得叶片在空间姿态和分布上更加合理，以改善弱光对番茄幼苗的不利影响。
(4)实验结果显示，外源BR可以 弱光下番茄幼苗叶片的表观量子效率， 光补偿点，并维持叶片形态的稳定性，来改善光合性能，有效缓解弱光胁迫对番茄幼苗的伤害。
13．广西青梅为国家一级保护野生植物。研究人员对广西青梅幼苗和成年树木的光合特性与结构特征进行了比较分析，探究其在不同生长发育阶段叶片光合能力的差异，相关实验结果如下图所示。回答下列问题：
注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关
(1)据图分析，当光照强度为（ 0 500μmol m-2 s-1时，幼苗和成年树木的净光合速率均快速上升，原因是 ，此时类囊体上可以产生更多的 供暗反应合成有机物。而当光照强度大于 800μmol m-2 s-1以后，幼苗和成年树木的净光合速率均呈下降趋势，原因可能是 。
(2)成年树木的叶绿素a、b含量均显著高于幼苗，用 （填试剂）分别提取两者等量绿叶中的光合色素后，通过纸层析法进行分离，滤纸条从上至下第三、四条色素带较宽的是来自 （填“成年树木”或“幼苗”）的光合色素。
(3)成年树木和幼苗的下表皮存在大量的气孔组织，推测成年树木的气孔密度 （填“高于”或“低于”）幼苗。保卫细包吸水体积膨大时气孔开放，反之关闭，当保卫细包内可溶性糖含量高时，可导致气孔 （填“关闭”或“开放”）。
(4)广西青梅种子发芽及幼苗的生长需要荫蔽环境，而成年树木喜阳，由于广西青梅成年树木与其他乔木树种长期占据了上层，大苗难以长成中树或大树。在广西当地可通过人为干扰的方式，如 （答一点）以利于大苗生长发育成大树；在引种栽培时，幼苗时期需要进行适当的 处理，进入成年期后，可移植至适宜的环境中。
14．研究人员发现大豆细包中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）转生态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。
(2)图1中，光照强度大于1500umol/m2/s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 。
(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）转生态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。依据结果可推出在强光胁迫下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 。

(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 的转生态大豆幼苗（提示：可通过转生态技术得到相应生态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 （答出1点即可）。
15．I．根据光合作用中CO2固定方式的不同，可将植物分为C3植物（如小麦）和C4植物（如玉米）。C4植物叶肉细包中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶，而维管束鞘细包中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶，其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。

(1)C4植物光合作用暗反应在 细包中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的 （填结构）提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和 （填生理过程）。
(2)C4植物维管束鞘细包完全被叶肉细包包被，叶肉细包可以为维管束鞘细包叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细包叶绿体在结构上具有的特点是 ；同时还有助于从维管束鞘细包散出的CO2再次被 （填物质）“捕获”。
Ⅱ．研究者设计了如图甲所示的实验，分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问题：

(3)图甲的实验设计中，对照组玉米处理的具体条件是 。图乙中，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是 。图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明 。
(4)据丙图可知，光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 裂解放出的电子补充；光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成 。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感，单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因 。
1．（2022·天津·高考真题）天津市针对甘肃古浪县水资源短缺现状，实施“农业水利现代化与智慧灌溉技术帮扶项目”，通过水肥一体化智慧灌溉和高标准农田建设，助力落实国家“药肥双减”目标，实现乡村全面振兴。项目需遵循一定生态学原理。下列原理有误的是（ ）
A．人工生态系统具有一定自我调节能力
B．项目实施可促进生态系统的物质与能量循环
C．对利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入
D．根据实际需要，合理使用水肥
2．（2022·北京·高考真题）下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（　　）
A．探究光照强度对光合作用强度的影响
B．DNA的粗提取与鉴定
C．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D．模拟生物体维持pH的稳定
3．（2022·海南·高考真题）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
4．（2024·浙江·高考真题）长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题：
(1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部分细包利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是 ，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体（NAD+）再生，从而使 得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越 （耐渍害/不耐渍害）。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。
光合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间CO2浓度 叶绿素含量
光合速率 1
蒸腾速率 0.95 1
气孔导度 0.99 0.94 1
胞间CO2浓度 -0.99 -0.98 -0.99 1
叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1
注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈 趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由 （气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是 。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内 （激素）大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细包通过 ，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
5．（2023·重庆·高考真题）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成正相关。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），结果如下表。
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 0．49 180．1 4．6 129．5
突变体 0．66 199．5 7．5 164．5
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荫条件下两种水稻的产量（单位省略），结果如下表。
田间光照产量 田间遮阴产量
野生型 6．93 6．20
突变体 7．35 3．68
①在田间遮荫条件下，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水稻叶肉细包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，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”）。
6．（2023·山东·高考真题）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。细包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生态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 。
7．（2023·浙江·高考真题）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 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
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”）。库源比降低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。
果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
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
8．（2022·福建·高考真题）栅藻是一种真核微藻，具有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。为提高
(2)经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是 （写出两点即可）。
(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少 。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的生态编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于 中的生态编码。
10．（2022·湖北·高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，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。

【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、乙植物中的生态A表达量都下降，为确定A生态功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A生态过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 ，则说明A生态的功能与乙植物对O3耐受力无关。
11．（2022·山东·高考真题）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。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR+L
(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包中的色素时，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。
12．（2022·全国·高考真题）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 。
(www.21cnjy.com)