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2023年高考生物全国乙卷真题变式·分层精准练：第7题
一、原题
1．（2023·全国乙卷）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。
二、基础
2．（2023高一下·河南开学考）水稻幼苗适合在pH为5~6的微酸性土壤中生长，此条件下种子吸水发芽快，生理机能旺盛，可抑制立枯病菌的发展，增强幼苗抗性。当土壤pH超过7时，水稻发芽、出苗生长显著变弱。研究人员研究了碱胁迫对水稻幼苗的影响，实验结果如下表所示。气孔开放程度可用气孔导度表示，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。回答下列问题：
项目 叶绿素含量 气孔导度 RuBP羧化酶活性 净光合速率
微酸性土壤 1.00 1.00 1.00 1.00
碱胁迫 0.52 0.45 0.60 0.41
碱胁迫+适宜浓度的糠醛渣调酸剂 0.51 0.70 0.93 0.60
注：表中数据为相对值，计算方式为检测数据与自然条件下检测数据的比值
（1）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2与C5生成C3，该过程发生在水稻叶肉细胞的 （填具体场所）中。还原C3还需要光反应过程提供 。
（2）据表分析，若其他条件相同且适宜，与微酸性土壤条件相比，生长在碱性土壤中的水稻植株的RuBP羧化酶活性 ，叶绿素含量 ，最终导致制造有机物的速率 。
（3）据表分析，施加糠醛渣调酸剂能提高水稻的抗碱胁迫能力，判断依据是 。
（4）实验小组在适宜条件下，测定了碱胁迫+适宜浓度的糠醛渣调酸剂土壤含水量为30%、60%、90%时水稻干重的变化，发现含水量为60%时植株干重最大，那么土壤含水量为60% （填“一定”或“不一定”）是水稻制造有机物的最适土壤含水量。
3．（2022·深圳模拟）很多作物气孔的开闭会体现一些特征：①在炎热夏天中午，大多数作物的气孔会出现闭合现象；②很多作物的气孔保持昼开夜闭的节律；③有些作物在特定环境中，气孔会出现以数分钟或数十分钟为周期的节律开合现象，被称为“气孔振荡”。请根据材料分析回答下列问题：
（1）炎热夏天的中午，光合作用的 过程受影响，导致光合作用强度下降，这时可以采取 的措施缓解。
（2）气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关（从气孔进入到叶肉细胞之间的CO2浓度），推测胞间CO2浓度 （填“升高”或“降低”）是白天气孔打开的原因，阐述导致特征②出现的生理原因有 。
（3）研究发现，气孔振荡周期中的闭合与炎热夏天中午气孔闭合机理一致，推测气孔振荡是植物在 环境中经过长期进化而产生的适应性机制，其具体的意义是： 。
4．（2023高一上·温州期末）科研人员以某植物幼苗为材料，施以不同量的氮肥，探究氮素水平对光合作用的影响，下表为测定的最大表观光合速率时对应的各组数据（气孔导度：气孔张开的程度）
组别 氮素水平（mmol·L-1） 叶绿素含量（μg·g） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μL·L-1） 表观光合速率（μmol·m-2·s-1）
A 5 86 0.68 308 19.4
B 10 99 0.78 304 20.7
C 15 103 0.85 301 21.4
请回答：
（1）本实验的可变因素是 ，据表可知，本实验中，表观光合速率是通过测定 CO2的吸收量来表示，当达到最大表观光合速率时，叶肉细胞中CO2的来源是 。
（2）在光合作用过程中，光反应发生的场所是 ，其产生的NADpH为三碳酸的还原提供 。离开卡尔文循环的三碳糖在叶绿体内作为原料用于 的合成。若在叶绿体外形成1分子蔗糖，则该细胞产生了 分子三碳酸。
（3）根据实验数据分析，提高氮素水平，表观光合速率增加，推测原因可能是氮含量增加引起 ，对可见光的吸收能力增强；A组的表观光合速率较B、C组低，气孔导度 （填“是”或“不是”）导致这种变化的主要因素，原因是 。
5．（2023高三下·东莞月考）下图是某景天科植物一天中CO2的固定速率、气孔导度、苹果酸和淀粉含量的变化，据图回答下列问题。
（1）该植物叶肉内CO2的固定主要发生在 （填“白天” “暗夜”），此时CO2固定速率的变化与 的变化基本同步。
（2）暗夜时，CO2被固定到 （填“苹果酸” “淀粉”）中，判断依据是 。
（3）从图中看出，淀粉的合成发生在白天，暗夜时不能合成淀粉的原因是 。暗夜时淀粉的含量下降，其意义是 。
6．（2021高三上·邯郸开学考）沙尘暴对植物叶绿素含量、气孔导度和净光合速率都有明显的影响，科研人员以云杉为材料进行了实验研究，结果如表所示（气孔导度表示气孔张开的程度）。请回答下列问题：
组别 总叶绿素含量（mg/g） 气孔导度相对值（%） 净光合速率[μmolCO2/（m2. S]
对照组 4.71 94 5.54
实验组 3.11 65 3.69
（1）云杉叶肉细胞中参与光合作用的叶绿素包括 。
（2）沙尘暴发生后， （环境因素）降低，云杉的气孔导度也变小。而夏日中午，引发云杉气孔导度变小的环境因素是 。
（3）根据以上实验结果分析，沙尘暴影响了云杉光合作用的 阶段。若要进一步判定沙尘暴对各阶段的影响强弱，还需测定的因变量是 。
7．（2022高三上·广东月考）为应对干旱、高盐、低温等不利环境因素，植物在长期进化过程中形成了一系列胁迫响应机制。基因在响应上述非生物胁迫时具有重要作用。为了探究基因（水稻的基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，研究人员通过转基因技术得到了三个基因过表达株系(T4、T8、T11)，并对转基因植株进行了抗逆性实验，部分结果如图1、2所示。图3为水稻气孔开闭机制示意图，当组成气孔的细胞——保卫细胞吸水时，气孔打开，反之气孔关闭。据此分析回答下列问题：
（1）上述实验中，通过构建过表达株系来探究基因响应干旱胁迫的机制，体现了自变量控制的 （“加法”或“减法”）原理。
（2）干旱胁迫下，测得野生型水稻植株的气孔开放度下降，导致CO2吸收速率 ， 速率下降，最终光合速率下降。研究发现，干旱严重时，细胞内水分亏损还会导致叶绿体超微结构破坏，使得类囊体薄膜上的 减少，从而直接影响光反应。
（3）已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，结合实验结果推测，过表达株系水稻抗旱性比野生型的 ，原因可能是 ，从而确保光合作用的正常进行。
（4）植物在响应干旱胁迫的过程中， （填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。综合上述实验可说明，植物生长发育的调控，是由激素调节、 调控和 调节共同完成的。
三、提高
8．（2022·德阳模拟）科学家发现某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔开闭有关。“PATROL1”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，回收到气孔内部之后，气孔会关闭。据此回答下列问题：
（1）拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所中增加接受光照面积的结构是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，进入叶肉细胞的CO2含量会 ，随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会 。
（3）有研究发现，具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件。请以普通拟南芥和具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株为实验材料设计实验探究这一观点是否成立。请简要写出实验思路，并预期结果及结论。
实验思路： 。
预期实验结果及结论： 。
9．（2022高三上·包头开学考）胡杨具有极强的抗逆能力，是典型的耐干旱、耐盐碱的重要林木之一。在干旱的荒漠地区，其对于维持荒漠地区的生态平衡起关键作用。气孔是植物叶片与外界进行气体交换和散失水分的主要通道。气孔张开的程度即气孔导度，是影响植物光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的主要因素。为了探究胡杨叶片的气孔限制情况，某研究团队在胡杨的生长季7月测定了相关因素，测定结果如下图所示。请回答下列问题：
（1）胡杨叶片形态多变，在叶肉细胞中能进行频繁的气体交换，其中能够发生在叶肉细胞生物膜上的是____。
A．O2的产生 B．CO2的产生 C．O2的消耗 D．CO2的消耗
（2）在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降，请从两个角度分析胞间CO2浓度下降的原因 。
（3）在晴朗的中午，植物光合作用会持续减弱，主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物气孔限制作用是指气孔导度减小，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的 过程，导致光合作用速率降低；植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性 ，最终使叶片的光合作用能力减弱。
10．（2023高二下·东莞期末）荔枝被誉为岭南佳果，其果实外形美观，果肉甜且有特殊香气，营养丰富，深受大众喜爱。某研究团队为探究喷施叶面肥（GM）对荔枝的光合作用、果实品质和产量等方面的影响，进行了相关实验，结果如下表。回答下列问题：
表叶面肥处理对荔枝光合作用、果实品质和产量的影响
处理 净光合速率 气孔导度 单果质量 色泽参数 可食率 平均每穗果实 单株产量
（μmol m s-1） （mol m s-1） （g） （%） （个） （kg）
CK 7.2 0.068 23.6 36.1 78.7 1.3 33.9
GM 8.9 0.092 22.5 35.8 78.9 2.5 53
注：CK为对照组；气孔导度代表气孔开闭程度
（1）影响荔枝产量的环境因素有 （答两点）。据表分析，经GM处理的荔枝叶片净光合速率显著高于CK组，原因可能是GM处理提高了气孔导度，使 增加，进而使光合作用的暗反应为光反应提供的 增加，使光合速率增加。
（2）有人认为GM处理提高荔枝叶片净光合速率是通过提高叶片叶绿素含量导致的，请设计实验说明该观点是否合理： 。
（3）据表可知，GM处理有利于种植户增收，理由是 。
11．（2022高三下·安徽开学考）科学家发现低温(10℃)下，即使进行长时间光照，植物的气孔也很难完全张开。某科研小组欲探究外源细胞分裂素处理对低温胁迫下小麦幼苗光合作用的影响，共做了四组实验，实验结果如图所示。回答下列问题：
注：气孔导度指的是气孔张开的程度。
（1）已知a组为空白对照组，c组表示只进行低温胁迫处理的组别。
①b组和d组的处理情况分别为 、 。
②b组的净光合速率比a组高，那么，b组的实际光合速率 (填一定或不一定)比a组高，理由是 。
（2）C4植物能利用叶肉细胞间隙含量很低的CO2进行光合作用，而C3植物不能。已知甲植物是C4植物，想判断乙植物是C4植物还是C3植物，参考题干信息，可以将甲和乙一同栽种于某密闭玻璃罩下，置于 条件下培养适宜的一段时间，记录这段时间内它们的生长情况，预期结果及结论为 。
12．（2023·唐山模拟）番茄作为我国北方主要蔬菜作物之一，在夏季栽培过程中常受到高温和强光的双重胁迫，导致植株产量和品质下降。科研工作者研究了亚高温强光对番茄幼苗光合作用的影响及其自我保护机制，培养5天后的相关指标数据如下表，回答下列问题。
组别 温度/℃ 光照强度/ （μmol m-2 s-1） 净光合速率/ （μmol m-2 s-1） 气孔导度/ （mmol m-2 s-1） 胞间CO2浓度/ppm R酶活性/ U mL-1
对照组 25 500 12.1 114.2 308 189
35 1000 1.8 31.2 448 61
注：气孔导度与气孔开放程度正相关
（1）R酶是一种催化CO2固定的酶，在其催化下，CO2与 反应，产物被还原生成糖类，此过程发生在 。由表中数据可以推知，与对照组相比，亚高温强光条件下番茄净光合速率下降的原因是 （答出一点即可）。
（2）PS II是位于叶绿体中 的一种光合作用单位，主要由光合色素和蛋白质构成，其中的D1蛋白在光能过剩时易失活，使光反应速率下降。R酶活性下降将 （填“促进”或“抑制”）D1蛋白的失活。
（3）与亚高温强光处理相比，亚高温强光下同时施加适量硫酸链霉素（可抑制D1蛋白的合成）的植株5天后净光合速率明显下降。据此推测植株通过 缓解亚高温强光对光合作用的抑制。
（4）仅从影响光合速率的内部因素角度分析，欲提高番茄在高温和强光双重胁迫条件下的光合作用速率，请提出一条措施。
13．（2022高三下·辽宁开学考）研究表明气孔的张开与保卫细胞膜上的质子泵（H+—ATPase）有着非常密切的关系。H+—ATPase被蓝光诱导激活后，导致ATP水解，会将H+分泌到细胞外，导致细胞膜外H+浓度升高而建立电化学梯度，K+、Cl-等依赖于H+电化学梯度通过离子通道大量进入保卫细胞，从而使气孔张开。气孔张开运动的相关机理如图所示：
（1）依据题意推测质子泵（H+—ATPase）具有 功能。
（2）蓝光可激活保卫细胞中质子泵，而诱导气孔张开，依据细胞吸水与失水的原理，推测其机理是 。
（3）植物有时为防止水分过度散失气孔会关闭，此时叶肉细胞仍可进行光合作用，消耗的CO2可来自细胞间隙和 ，但光合速率会明显减慢；气孔开启的瞬间植物叶肉细胞消耗C5的速率会 （填“增大”“减小”或“不变”）
（4）适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是
A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后＞①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加③后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为③＞①＞②
14．（2023·汕头模拟）科研工作者以长势良好的2年生夹竹桃为研究对象，探究干旱对其光合特性的影响，下图表示夹竹桃叶片实验结果（气孔导度是指气孔张开的程度，胞间CO2浓度是指叶肉细胞间的CO2浓度）。
回答下列有关问题：
（1）在干旱处理组中，叶片的光合速率小于其 速率，导致净光合速率为负值；形成3-磷酸甘油酸的场所是 。
（2）植物激素在植物光合作用对缺水的响应中发挥重要作用，其中 （填激素名称）在气孔导度下降过程中起主要作用。植物生长发育的调控，是由 调控、激素调节和 因素调节共同完成的。
（3）导致光合速率下降的原因可能来自两个方面：一是由于干旱使气孔导度降低，限制了CO2的供应，即发生了气孔限制；二是由于干旱使叶肉细胞中的 活性降低，即发生了非气孔限制。根据以上实验结果可知夹竹桃在干旱条件下主要发生了 限制，理由是 。
15．（2023高一下·杭州期末）水分和光照是限制植物生长的主要环境因子。科研人员研究干旱和遮阴对2年树龄的马尾松光合特性的影响，实验结果如下表。
处理 总叶绿素 （mg/g） 叶绿素a/叶绿素b 气孔导度 （mmol·m-2·s-1） 胞间CO 浓度（μmol·m-2·s-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1）
对照 1.02 2.87 0.36 307.01 14.82
干旱 1.1 2.97 0.09 212.02 9.26
遮阴 1.62 2.57 0.18 307.31 8.56
注：叶绿素a/叶绿素b反映植物对光能利用的多少；气孔导度表示气孔张开的程度。
回答下列问题：
（1）马尾松中的叶绿素需先用 提取，才能进行含量测定。马尾松细胞中含有叶绿素的膜结构是 ，该结构在光反应中合成的能源物质是 。
（2）净光合速率常用CO 的吸收速率为检测指标，CO 的吸收速率是植物进行光合作用消耗CO 的速率与 之差。
（3）据表分析，遮阴组与对照组相比，马尾松净光合速率下降的原因可能是 ；干旱组与对照组相比，马尾松净光合速率下降的原因可能是 。
16．（2022·模拟）胡杨有着极强的抗逆能力，是典型的耐干旱、耐盐碱的重要林木之一、在干旱的荒漠地区，其对于维持荒漠地区的生态平衡起着关键的作用。气孔是植物叶片与外界进行气体交换和散失水分的主要通道。气孔张开的程度即气孔导度，是影响植物光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的主要因素。为了探究胡杨叶片的气孔限制情况，某研究团队在胡杨的生长季7月测定了相关因素，实验结果如图所示。
回答下列问题：
（1）胡杨叶片形态多变，在叶肉细胞中能够进行频繁的气体交换，其中能够发生在叶肉细胞生物膜上的是_____。
A．O2的产生 B．CO2的产生 C．O2的消耗 D．CO2的消耗
（2）在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降了，请从两个角度分析胞间CO2浓度下降的原因 。
（3）在晴朗的中午，植物光合作用会持续减弱，主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物气孔限制作用是指气孔导度减小，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的 过程，导致光合作用速率降低；植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性 ，最终使叶片的光合作用能力减弱。研究人员发现，在此时，植物的气孔限制作用占主导地位，出现这种现象的生理意义是 。
四、培优
17．（2022高二上·杭州期末）将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果如图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）
回答下列问题：
（1）光照强度直接影响光合作用过程中的 。
（2）CO2进入叶肉细胞后，首先与 结合而被固定，固定产物的还原需要 提供能量。
（3）光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是 ；在10～14×102μmol·m-2·s-1的强光下，转基因水稻光合速率大的主要原因是 。
18．（2022高二上·吉首月考）土壤盐渍化严重制约了作物的栽培生产，降低了作物所产生的经济效益。国内某团队从离子平衡和光合作用两方面着手，研究在NaCl胁迫下ABA处理对香椿幼苗的生理响应。将大小、长势相同的香椿幼苗随机分为甲、乙、丙、丁4组，培养在相应培养液中，实验处理和结果如下表所示。
处理 光合作用参数变化 叶中离子质量分数
气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） Na+ Mg2+
甲组 0.17 9.05 0.49 1.53
乙组 0.068 1.50 1.20 1.20
丙组 0.10 3.27 1.08 1.18
丁组 0.12 6.53 0.63 1.38
注：①甲组：完全营养液；
乙组：完全营养液+150 mmol/L NaCl；
丙组：完全营养液+150 mmol/L NaCl+1μmol·L-1ABA；
丁组：完全营养液+150 mmol/L NaCl+10 μ mol·L-1ABA。
②气孔导度表示的是气孔张开的程度，气孔导度越大，表示气孔张开的程度越大。
回答下列有关问题：
（1）NaCl胁迫条件下，香椿幼苗从培养液中吸收水分的方式是 （填“被动运输”或“主动运输”）。水在光合作用中的生理作用有 （答出两点即可）。
（2）研究发现，ABA可以调控叶肉细胞向胞外排出Na+和向液泡内富集Na+等生理过程，以降低Na+对细胞中酶活性降低的影响，这体现了生物膜 的功能。（答出两点即可）。
（3）由表中“光合作用参数变化”数据分析可知：①与甲组相比，乙组净光合速率减小，最可能的原因是 ；②ABA处理对香椿幼苗光合作用的影响是 （答出两点）。
（4）有同学认为NaCl胁迫下，香椿幼苗光合作用速率下降可能还与其叶绿素含量下降有关。该同学提出该解释的依据 。
19．（2022高三上·保定月考）景天属植物是一类肉质植物，景天酸代谢（CAM）首先就是在这类植物中发现的。景天属植物夜间气孔开放，将吸收的CO2固定在苹果酸中；白天气孔关闭，苹果酸分解释放CO2参与光合作用。下图1表示植物的CAM过程。据图回答下列问题：
（1）景天属植物中参与CO2固定的物质有 ；此类植物在夜晚吸收CO2但并不能合成淀粉，原因是 。
（2）夜间景天属植物细胞液的pH会下降，由图分析可知，主要原因是 。
（3）蝴蝶兰因其花姿优美、花色艳丽、花期长久而成为国际花卉市场最受欢迎的兰花之一，被誉为“洋兰皇后”。下图2表示蝴蝶兰叶片的CO2吸收速率和苹果酸等有机酸含量的昼夜变化情况。据图推测，蝴蝶兰 （填“存在”或“不存在”）CAM途径，判断依据是 。
（4）景天酸代谢是植物适应环境的一种体现。具有CAM过程的植物通过改变其代谢途径以适应 环境，这种代谢途径可以使景天属植物在白天 ，从而保证其生命活动能正常进行。
20．（2022高三上·江苏月考）植物A有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中（如下图一所示）；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用（如下图二所示）。植物B的CO2同化过程如下图三所示，请回答下列问题：
（1）植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测植物A的生活环境可能是 。植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成（CH2O）的原因是缺乏暗反应必需的 ；白天植物A进行光合作用所需的CO2是由 和 释放的。
（2）在上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量的变化分别是 ，原因是 。
（3）研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的桃树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况。据下图回答问题：
①由图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量 ，判断依据是 。
②大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因 。
21．（2022高三上·佛山月考）盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制，气孔限制是指气孔导度下降，CO2供应不足，非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均一的春小麦幼苗分组，实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl溶液，在适宜条件培养一周后，测定春小麦幼苗的光合特性，实验结果如下。
处理 光合速率（CO2)（μmol·m-2·s-1） 叶绿素（mg·g-1） 气孔导度（μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·m-2·s-1）
对照组 3.17 1.30 244.49 435.19
25mmol-L-1 NaCl 2.63 1.37 221.30 46806.
100mmol - L-1 NaCl 2.12 1.37 208.46 473.75
200mmol·L-1 NaCl 1.31 1.28 95.09 475.07
回答下列问题：
（1）春小麦幼苗叶片的叶绿素分布在 上，在光反应中，可将光能转化为 中的化学能。
（2）对照组的处理是 ，200mmol·L－l NaCl处理组的气孔导度比100mmol·L－l NaCl处理组的气孔导度明显降低，但两组的胞间CO2浓度并无显著差异，据表分析原因可能是 。对200mmol·L－l NaCl处理组喷施促进气孔开放的细胞分裂素 （填“能”或“不能”）提高光合速率。
（3）100mmol·L－l NaCl处理组的叶绿素含量高于对照组，净光合速率却低于对照组，限制其净光合速率的是 （填“气孔限制”或“非气孔限制”），据表分析理由是 。
22．（2022高二上·温州月考）夏腊梅是一种濒危植物，图1表示该夏腊梅光合作用某阶段的过程，其中英文字母表示物质成分。为研究气候变暖对夏腊梅生长的影响，实验室通过模拟三种增温模式（仅夜间增温、仅白天增温、全天增温），观测夏腊梅代谢活动的变化，实验结果如图2，其中气孔导度越大，气孔开启程度越大。
（1）图1中，该阶段进行的场所是 。其中物质B为碳反应提供 。ATP的形成需要 浓度梯度提供分子势能。叶绿素主要吸收的光为 。
（2）图2中，三种增温模式处理后与处理前相比，光合速率均增加。适度增温可促进 合成，提高光能捕获效率，加快光反应速率，从而提高光合速率。除此之外，适当增温还能引起哪些变化来增加光合速率 。（答2点即可）
（3）夜间增温处理后与处理前相比，有机物含量减少，为什么 。
答案解析部分
1．【答案】（1）光合作用和呼吸作用
（2）红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放。
（3）蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，因而保卫细胞渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开。
（4）不能
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；细胞呼吸原理的应用；光合作用原理的应用
【解析】【解答】（1） 气孔的开闭会影响植物水分流失和对空气中氧气与二氧化碳的获取，进而影响到植物叶片的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用等生理过程。
故答案为：光合作用和呼吸作用。
（2）红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，光合产物会使保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放。
故答案为：红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放。
（3）题干中指出蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K ，而保卫细胞吸收K 会使保卫细胞的渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开。
故答案为：蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，因而保卫细胞渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开。
（4）除草剂能阻断光合作用的光反应，光合作用的暗反应也不能正常进行，光合作用不能正常进行，也就不能维持一定的开度。
故答案为：不能。
【分析】 （1）当气孔张开时，叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中。因此，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”。
（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
（3）光合作用的过程：
（4）影响光合作用强度的因素
外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素 产生的影响 影响过程
光照强度 影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
2．【答案】（1）叶绿体基质；NADPH和ATP
（2）降低；减少；下降
（3）施用糠醛渣调酸剂能增大气孔导度，增加CO2吸收量，也能提高RuBP羧化酶的活性，促进了CO2的固定，使净光合速率增大
（4）不一定
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）分析题意可知：RuBP羧化酶能催化CO2与C5生成C3，该反应为CO2的固定，发生阶段为光合作用暗反应阶段，发生场所在叶绿体基质；C3的还原需要光反应过程提供ATP和NADPH。
（2）分析题表数据可知：生长在碱性土壤中的水稻植株的RuBP羧化酶活性，比微酸性土壤条件下活性降低，叶绿素含量减少，导致净光合速率减低，最终会导致有机物制造速率下降。
（3）分析题表可知：施加糠醛渣调酸剂能提高水稻的抗碱胁迫能力，判断依据是施用糠醛渣调酸剂能增大气孔导度，增加CO2吸收量，也能提高RuBP羧化酶的活性，促进了CO2的固定，使净光合速率增大。
（4）分析题意可知：发现含水量为60%时植株干重最大，那么土壤含水量为60%不一定是水稻制造有机物的最适土壤含水量，因为干重是植物制造有机物的量减去细胞呼吸的消耗量，而该实验并没有测定该含水量条件下，呼吸作用消耗的有机物量，也就无法确定该植物有机物制造量。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
3．【答案】（1）暗反应（二氧化碳固定、卡尔文循环）；（适时）灌溉（遮阴、降温处理）
（2）降低；白天光合作用大于呼吸作用，胞间 CO2浓度降低，气孔打开；夜晚只进行呼吸作用胞间 CO2浓度升高，气孔关闭
（3）干旱（缺水）；“闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性；“开”能保证 CO2的供应，维持较强的光合作用
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)夏季炎热中午，蒸腾作用强，为了减少水分的散失，气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用的暗反应减弱，使得光合作用强度下降，可通过（适时）灌溉（遮阴、降温处理），以提高气孔导度。
(2)CO2是光合作用的原料，白天光合作用大于呼吸作用，胞间 CO2浓度降低，气孔打开；同时夜晚只进行呼吸作用胞间 CO2浓度升高，气孔关闭。
(3)炎热夏天中午气孔闭是为了减少水分的散失，气孔振荡周期中的闭合与炎热夏天中午气孔闭合机理一致，说明气孔振荡是植物在干旱条件下长期进化的适应机制，其“闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性；“开”能保证 CO2的供应，维持较强的光合作用。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、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。
3、真正光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。
4．【答案】（1）氮素水平；单位时间、单位叶面积；线粒体、从细胞外界吸收
（2）类囊体的薄膜；[H]、能量；淀粉、蛋白质和脂质；24
（3）叶绿素含量增加；不是；A组气孔导度减少，但A组胞间CO2浓度增加
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）探究氮素水平对光合作用的影响，自变量为不同氮素水平，表观光合速率是通过测定单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量来表示，当达到最大表观光合速率时，光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞中CO2的来源是细胞呼吸（或线粒体）产生、从细胞外界吸收。
（2）光合作用的光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的，光反应产生的 NADPH既是还原剂，提供[H]，又可以提供能量。离开卡尔文循环的三碳糖大多数进入细胞溶胶合成蔗糖，少数在叶绿体内合成淀粉、蛋白质和脂质。由卡尔文循环可知，循环3次，固定3个CO2分子，生成6个三碳酸，其中1个用来合成葡萄糖，其余5个用来产生3个五碳分子保证再循环。即生成一个葡萄糖需要2个三碳酸，细胞内产生了2×6=12个三碳酸，1分子蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成，即若在叶绿体外形成1分子蔗糖，则该细胞产生了24分子三碳酸。
（3）根据表格可知，在一定范围内随着氮素水平的提高，叶绿素的含量在增加，因此适当增施氮肥有利于叶绿素的合成，对可见光的吸收能力增强；A组的表观光合速率较B、C组低，但A组胞间CO2浓度大于B、C组，说明气孔导度不是导致A组的表观光合速率比B、C组低的原因。
【分析】光合作用过程： （1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 （2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。
5．【答案】（1）暗夜；气孔导度
（2）苹果酸；暗夜时苹果酸增加，与CO2的固定增加同步
（3）暗夜条件下光反应不能进行，不能为C3的还原提供NADPH和ATP；用于细胞呼吸，为CO2的固定等生命活动提供能量、为体内物质转化提供中间产物
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）从CO2固定速率曲线看出，暗夜时CO2固定速率大，因此，可判断该植物叶肉内CO2的固定主要发生在暗夜，由图可知，暗夜时该曲线与气孔导度曲线基本同步。
（2）暗夜时，随着CO2固定，苹果酸增加而淀粉含量下降，苹果酸与CO2的固定同步，因此可判断CO2可能被固定到苹果酸中。
（3）暗夜条件下不能进行光反应，不能为C3的还原提供NADPH和ATP，因此淀粉的合成发生在白天，暗夜时不能合成淀粉。暗夜时淀粉的含量下降，主要用于细胞呼吸，为植物生命活动提供能量、为体内物质转化提供中间产物。
【分析】光合作用：
（1）光反应阶段：水光解产生[H]和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。
（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP 水解成ADP和 Pi。
6．【答案】（1）叶绿素a和叶绿素b
（2）光照强度（或光照强度和温度）；光照强度、温度
（3）光反应和暗反应；实验组和对照组叶肉细胞中C3（或C5）的含量
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】根据表格数据分析：实验组受沙尘影响，总叶绿素含量（mg/g）、气孔导度相对值（%）都比对照组低，所以净光合速率比对照组低。
（1）云杉叶肉细胞中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b。
（2）沙尘暴发生，阻挡光照，气温也有所降低，气孔导度变小，影响光合作用。夏日中午，光照强度较大，气温较高，蒸腾作用较强，引发云杉气孔导度变小。
（3）沙尘暴能降低叶绿素含量，影响光合作用光反应阶段，也降低了气孔导度，减少二氧化碳供应，影响暗反应阶段。根据题意，若沙尘暴对云杉光合作用中光反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组反应产生的[H]和ATP不足，C3的还原减弱，C3的含量增加。若沙尘暴对云杉光合作用中暗反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组二氧化碳的固定减弱，则其叶肉细胞中C5的含量增加。因此若要进一步判定沙尘暴对各阶段影响的强弱，测定实验组和对照组叶肉细胞中C3（或C5）的含量即可。
【分析】 分析表格数据可知：实验组的云杉受沙尘影响，总叶绿素含量和气孔导度相对值都比对照组低，所以其净光合速率比对照组低。
7．【答案】（1）加法
（2）下降；暗反应；光合色素（和酶）
（3）强；干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高/细胞吸水，维持气孔的开放，保证对 CO2的吸收
（4）脱落酸；基因表达；环境（因素）
【知识点】光合作用的过程和意义；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】（1）上述实验中，通过构建过表达OsCIPK12株系来探究OsCIPK12基因响应干旱胁迫的机制，是添加了OsCIPK12基因，该过程属于加法原则。
（2）二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散，在暗反应过程中参与二氧化碳的固定过程，故干旱胁迫下，野生型水稻植株的气孔导度下降，会导致CO2吸收速率下降，影响暗反应速率，最终光合速率下降；
光反应过程需要色素和酶的参与，色素和酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上。因此干旱严重时，细胞内水分亏损还会导致叶绿体超微结构破坏，使得类囊体薄膜上的光合色素（和酶）减少，从而直接影响光反应。
（3）已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高， 维持气孔的开放，保证对CO2的吸收，故过表达OsCIPK12株系水稻抗旱性强。
（4）植物在响应干旱胁迫的过程中，脱落酸的含量会增加，故脱落酸也被称为逆境激素；植物生长发育的调控，是由激素调节、基因表达和环境因素共同完成的。
【分析】1、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立的起作用，而是多种激素相互作用共同调节，有的相互促进，有的相互拮抗，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，因此植物激素的合成受基因组控制，光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调控。
8．【答案】（1）类囊体（或基粒）；叶绿素a
（2）增加；增加
（3）分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况；若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，增加接受光照面积的是类囊体（或基粒）；捕获光能的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
(2)当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，进入叶肉细胞的CO2浓度会增加，二氧化碳的固定加快，故合成的C3也增加，C5消耗增多，故随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会增加。
(3)分析题意，该实验目的是验证具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件，则实验的自变量是拟南芥植株的类型，因变量是拟南芥植株的生长发育情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故本实验的实验思路为：
分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况。
预期实验结果及结论：若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立。
【分析】1、叶绿体中的类囊体堆叠形成基粒，增大了接受光照的面积；捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
9．【答案】（1）A；C
（2）一是大气中CO2浓度正在逐渐降低，进入胞间CO2减少；二是叶片净光合速率升高，使叶片胞间CO2消耗加剧
（3）暗反应；降低
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）A、O2的产生是光反应过程水的光解，场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；
B、CO2的产生是细胞有氧或无氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质或细胞质基质，B错误；
C、O2的消耗是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C正确；
D、CO2的消耗是光合作用的暗反应过程，场所是叶绿体基质，D错误。
故答案为：AC。
（2）在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降了，主要有两个方面的原因，一是大气CO2浓度正在逐步减少，使CO2吸收减少，进入胞间CO2减少；二是叶片的净光合速率升高，使叶片胞间CO2被加剧消耗。
（3）在晴朗的中午，光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过强，植物通过关闭气孔来减少水分的散失，因此在晴朗的中午时，气孔限制作用更大，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的暗反应过程，导致光合作用速率降低。温度影响酶的活性，植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性降低，最终使叶片的光合作用能力减弱。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应，光反应主要进行水的光解产生氧气和ATP，暗反应主要进行二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，合成有机物。
2、有氧呼吸包括三个阶段，第一阶段进行葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段进行丙酮酸和水结合产生二氧化碳，第三阶段进行氧气和还原氢结合产生水。
10．【答案】（1）光照强度、温度、二氧化碳浓度等；二氧化碳进入量；ADP、Pi、NADP+
（2）用GM处理的叶片若干，进行色素的的提取和分离，观察滤纸条上叶绿素的宽窄，并与CK组进行对比。若GM处理组叶绿素的条带比CK组的宽，则假设合理；若GM处理组叶绿素的条带比CK组的窄或没有明显区别，则假说不合理
（3）GM处理后单株产量大于CK组
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）荔枝的产量体现的是其通过光合作用来制造有机物的速率，影响其光合作用速率的环境因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等；荔枝通过气孔吸收环境中的二氧化碳，而二氧化碳是荔枝光合作用制造有机物的原料，暗反应中三碳化合物的还原为光反应提供的ADP、Pi、NADP+，所以经GM处理的荔枝叶片净光合速率显著高于CK组，原因可能是GM处理提高了气孔导度，使二氧化碳进入量增加，进而使光合作用的暗反应为光反应提供的ADP、Pi、NADP+增加，最终使光合速率增加。
（2）根据题意分析，设置实验时，应以有无GM为自变量，叶片中叶绿素的含量为因变量，而叶绿素的含量可通过提取色素，由滤纸条上色素的宽窄来衡量，因此设计实验如下：用GM处理的叶片若干，进行色素的的提取和分离，观察滤纸条上叶绿素的宽窄，并与CK组进行对比。若GM处理组叶绿素的条带比CK组的宽，则假设合理；若GM处理组叶绿素的条带比CK组的窄或没有明显区别，则假说不合理。
（3）由表分析可知，GM处理后单株产量大于CK组，所以GM处理有利于种植户增收。
【分析】1、植物光合作用分为光反应和暗反应，光反应在类囊体薄膜上进行，主要进行水的光解产生氧气、电子和H+，以及NADPH和ATP的合成；暗反应在叶绿体基质中进行，主要是发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，最终产生有机物供植物利用。
2、影响植物光合速率的因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
11．【答案】（1）用外源细胞分裂素处理非低温胁迫（常温）下小麦幼苗；用外源细胞分裂素处理低温胁迫下小麦幼苗；不一定；实际光合速率等于净光合速率加上呼吸速率，因为没有测量a、b组的呼吸速率，所以无法比较a、b组实际光合速率的大小
（2）低温；若甲植物与乙植物都生长良好，则乙植物可能为C4植物；若甲植物生长良好，而乙植物长势变差甚至枯萎，则乙植物可能为C3植物
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】根据题意结合图示分析可知：该实验的目的是外源细胞分裂素处理对低温胁迫下小麦幼苗光合作用的影响，因此该实验的自变量为是否用外源细胞分裂素处理和低温胁迫处理，由图示可知，因变量为净光合速率和气孔导度。该实验设计了四组，其中a组为空白对照组，b组表示用外源细胞分裂素处理非低温小麦幼苗，c组表示只进行低温胁迫处理，根据实验的对照性原则，那么d组的处理为同时利用外源细胞分裂素和低温胁迫处理小麦幼苗。
（1）根据上述分析和实验的对照性原则可知，b组的处理情况为用外源细胞分裂素处理非低温胁迫（常温）下小麦幼苗，d组的处理情况为用外源细胞分裂素处理低温胁迫下小麦幼苗。实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，虽然b组的净光合速率比a组高，但是由于a组和b组的呼吸速率不知道，所以b组的实际光合速率不一定比a组高。
（2）分析题干信息可知，C4植物和C3植物的区别是能否利用叶肉细胞间隙含量很低的CO2进行光合作用，所以实验时应该将植物置于低温条件下培养，若甲植物与乙植物都生长良好，则乙植物可能为C4植物；若甲植物生长良好，而乙植物长势变差甚至枯萎，则乙植物可能为C3植物。
【分析】（1）“三率”及判定与测定
①呼吸速率：植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
（2）影响光合作用强度的因素
(1)外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素 产生的影响 影响过程
光照强度 影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
(2)内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
12．【答案】（1）C5（五碳化合物）；叶绿体基质；R酶活性降低，导致暗反应速率下降，光合作用速率降低；温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高
（2）类囊体薄膜；促进
（3）促进合成D1蛋白
（4）改造R酶基因，提高R酶活性；转入编码D1蛋白的基因，提高亚高温强光条件下D1蛋白表达量
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行，在R酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类。实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高温高光组与对照组相比，净光合速率、气孔导度、R酶活性都下降，由此可知，R酶活性降低，导致暗反应速率下降，光合作用速率降低；温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高。
（2）光合色素位于叶绿体类囊体的薄膜上，PS II主要由光合色素和蛋白质构成，故PS II位于叶绿体类囊体的薄膜上。R酶活性下降，三碳化合物生成速率下降，用于还原三碳化合物的ATP和NADPH的剩余量增加，光能中用于生成ATP和NADPH的比例减少，从而导致光能过剩，会促进D1蛋白的失活。
（3）亚高温强光下同时施加适量硫酸链霉素（可抑制D1蛋白的合成）的植株净光合速率下降更明显，说明亚高温高光对番茄植株净光合速率的抑制是因为抑制了D1蛋白的合成，所以推测植株通过合成新的D1蛋白缓解亚高温高光对光合作用的抑制。
（4）由（2）（3）分析可知，通过提高R酶活性、提高D1蛋白表达量能提高植株在高温和强光双重胁迫条件下的光合作用速率，因此可以设计改造R酶基因，提高R酶活性；转入编码D1蛋白的基因，提高亚高温强光条件下D1蛋白表达量。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
3、分析表格：实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高温高光组与对照组相比，净光合速率、气孔导度、R酶活性都下降，但胞间CO2浓度却上升。
13．【答案】（1）运输与催化
（2）K+、Cl-等大量进入保卫细胞，使保卫细胞的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开
（3）线粒体；增大
（4）A；B；D
【知识点】光合作用的过程和意义；渗透作用
【解析】【解答】(1)根据题干信息分析，H+-ATPase是一种位于保卫细胞膜上的载体蛋白，其可以将氢离子运出保卫细胞，且消耗能量，为主动运输；该载体蛋白还具有酶的催化作用，可以催化ATP水解释放能量，供给氢离子的跨膜运输等生命活动，故具有运输和催化作用。
(2)蓝光诱导激活后就会利用ATP水解释放的能量将H+分泌到细胞外，此时内向K+离子通道开启，K+和Cl-等进入保卫细胞，使保卫细胞内的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开。
(3)气孔关闭时叶肉细胞进行光合作用消耗的CO2可来自细胞间隙储存的CO2和线粒体有氧呼吸产生的CO2；气孔开启瞬间，CO2浓度增大，短时间内二氧化碳的固定速率加快，故植物叶肉细胞消耗C5的速率会增大。
(4)A、通过分析可知，①处理后细胞处吸水量少于③处理后的细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；
B、②处理后细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B错误；
C、滴加③后，保卫细胞吸水，C正确；
D、通过上述分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D错误。
故答案为：ABD。
【分析】1、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水；当细胞液的浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水。
2、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化：
（1）改变光照条件：光照由强到弱，二氧化碳供应不变光反应减弱NADPH、ATP减少，氧气产生量减少，C3还原减弱，二氧化碳固定正常，C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）合成量减少。
（2）改变二氧化碳浓度：光照不变，二氧化碳供应减少暗反应减弱，二氧化碳固定减弱，C3还原正常，C3含量下降，C5含量上升，NADPH、ATP增加，氧气产生量减少（CH2O）合成量减少。
14．【答案】（1）细胞呼吸（呼吸作用）；叶绿体基质
（2）脱落酸；基因表达；环境
（3）光合酶（酶）；非气孔限制；干旱时气孔导度下降，胞间CO2反而上升，说明干旱直接导致的光合速率下降，进而使叶肉吸收的CO2浓度减少比气孔导度下降导致的从环境中进入胞间的CO2浓度减少要大（答案合理，的情给分）
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；其他植物激素的种类和作用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】（1）图中显示，在干旱处理组中，其净光合速率小于0，而净光合速率等于总光合速率于细胞呼吸速率之差，因而可推测叶片的光合速率小于其细胞呼吸速率；3-磷酸甘油酸是二氧化碳固定的产物，该过程发生的场所是叶绿体基质。
（2）植物激素在植物光合作用对缺水的响应中发挥重要作用，其中脱落酸在气孔导度下降过程中起主要作用，因而脱落酸被称为抗逆激素。植物生长发育的调控，是多种因素综合调控的结果，即由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
（3）导致光合速率下降的原因可能来自两个方面：一是由于干旱使气孔导度降低，限制了CO2的供应，进而使得暗反应速率下降，最终导致光合速率下降，即发生了气孔限制；二是由于干旱使叶肉细胞中于光合作用有关酶的活性降低，即发生了非气孔限制。题中实验结果显示干旱组的气孔导度明显下降，但同时表现为胞间二氧化碳浓度却高于对照组，据此可推测，夹竹桃在干旱条件下主要发生了非气孔限制，可能是干旱导致光合作用相关酶活性下降，进而引起光合速率下降，或者说是在干旱条件下，气孔关闭对光合速率的影响远远小于酶活性下降对光合速率的影响。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、脱落酸：脱落酸在根冠和萎蒸的叶片中合成较多，在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多。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，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休眠和提高抗逆能力等作用。
3、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立的起作用，而是多种激素相互作用共同调节，有的相互促进，有的相互拮抗，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，因此植物激素的合成受基因组控制，光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调控。
15．【答案】（1）无水乙醇；类囊体膜；ATP和NADPH
（2）细胞呼吸产生CO2的速
（3）叶绿素a/叶绿素b降低，捕获光能减少，光反应速率降低；气孔导度降低，吸收CO2减少，碳反应速率降低
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，光反应阶段合成ATP和NADPH等能源物质，发生的场所在在类囊体膜上。
故填：无水乙醇；类囊体膜；ATP和NADPH。
（2）光合速率与呼吸速率的差值可用净光合速率表示，具体可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等，因此净光合速率是植物进行光合作用消耗CO2的速率与细胞呼吸产生CO2的速率之差。
故填：细胞呼吸产生CO2的速率
（3）据表分析，遮阴组与对照组相比，遮阴组叶绿素a/叶绿素b降低，捕获光能减少，光反应速率降低，因此遮阴组马尾松净光合速率下降；干旱组气孔导度降低，气孔是植物体与外界进行气体交换的门户，因此吸收CO2减少，暗反应速率降低，光合速率下降。
故填：叶绿素a/叶绿素b降低，捕获光能减少，光反应速率降低；气孔导度降低，吸收CO2减少，碳反应速率降低。
【分析】光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段：
1、光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段 在类囊体的薄膜上进行的，发生水的光解、ATP和NADPH的生成。
2、暗反应阶段是光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段是在叶绿体的基质中进行的，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH ，最终生成糖类。
16．【答案】（1）A；C
（2）一是大气CO2浓度正在逐步减少，进入胞间CO2减少；二是叶片的净光合速率升高，使叶片胞间CO2被加剧消耗。
（3）暗反应；降低；在晴朗的中午，光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过强，植物通过关闭气孔来减少水分的散失，因此气孔限制作用更大
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)胡杨叶片形态多变，在叶肉细胞中能够进行频繁的气体交换：
A、O2的产生是光反应过程水的光解，场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；
B、CO2的产生是细胞有氧或无氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质或细胞质基质，B错误；
C、O2的消耗是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C正确；
D、CO2的消耗是光合作用的暗反应过程，场所是叶绿体基质，D错误。
故答案为：AC。
(2)在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降了，主要有两个方面的原因，一是大气CO2浓度正在逐步减少，进入胞间CO2减少；二是叶片的净光合速率升高，使叶片胞间CO2被加剧消耗。
(3)二氧化碳是光合作用暗反应的原料，植物气孔限制作用是指气孔导度减小，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的暗反应过程，导致光合作用速率降低；温度影响酶的活性，植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性降低，最终使叶片的光合作用能力减弱。在晴朗的中午，光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过强，植物通过关闭气孔来减少水分的散失，因此在晴朗的中午时，气孔限制作用更大，植物的气孔限制作用占主导地位。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADpH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADpH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADpH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADpH中的化学能转移动糖类等有机物中。
17．【答案】（1）光反应
（2）五碳糖（“RuBP”也给分）；NADPH和ATP
（3）光照强度；转基因水稻内PEPC酶能增大气孔导度，导致碳反应所需的二氧化碳增多，提高了水稻在强光下的光合速率
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光反应需要光，暗反应不需要光，因此植光照强度直接影响光合作用过程中的光反应。
(2)光合作用的暗反应中，进入植物细胞内的CO2首先被C5固定成为C3，C3再被光反应提供的ATP和NADPH还原。
(3)分析题图曲线可知，当光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，随光照强度增加，气孔导度和光合作用速率增强，说明影响光合作用的因素主要是光照强度。
分析题图曲线可知， 在10～14×102μmol·m-2·s-1的强光下，转基因水稻较普通水稻的气孔度大，其原因为转基因水稻导入了PEPC酶的因素，说明转基因水稻内PEPC酶能增大气孔导度，导致碳反应所需的二氧化碳增多，提高了水稻在强光下的光合速率，因此转基因水稻在强光照下光合速率比原种水稻大。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、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。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用，水影响气孔的开关，从而影响CO2的供应。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
18．【答案】（1）被动运输；作为光合作用的原料；运输光合作用所需物质和产物；为光合作用的进行提供液体环境
（2）具有控制物质进出细胞；将膜内外环境分隔开
（3）与甲组相比，乙组香椿幼苗的气孔导度下降，导致CO2吸收减少，使CO2固定、还原并转化为有机物的速率下降；ABA能部分缓解盐胁迫对香椿幼苗光合作用的抑制作用；在一定浓度范围内，随ABA浓度增大，缓解作用逐渐增强
（4）NaCl胁迫后，叶中Mg2+质量分数下降，ABA处理后，叶中Mg2+质量分数升高；Mg2+是叶绿素的组成元素，叶中Mg2+质量分数与净光合速率呈正相关
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；被动运输
【解析】【解答】根据题意可知，该实验研究在NaCl胁迫下ABA处理对香椿幼苗的生理效应，通过表中数据分析可知，甲组为空白对照组，乙组为NaCl胁迫下的对照组，丙组和丁组为不同浓度的ABA处理下的实验组。与甲组相比，乙组香椿幼苗的气孔导度下降，CO2吸收减少，CO2固定、还原并转化为有机物的速率下降，因此乙组净光合速率降低；与乙组相比，丙组、丁组香椿幼苗的净光合作用速率均升高，但均小于甲组，说明ABA能部分缓解盐胁迫对香椿幼苗光合作用的抑制作用；乙组、丙组、丁组香椿幼苗的净光合速率逐渐升高，说明在一定浓度范围内，随ABA浓度增大，其缓解作用逐渐增强。
（1）水进出细胞的方式是自由扩散或协助扩散，属于被动运输。水在光合作用中作为原料参与光反应，细胞中的自由水可以运输光合作用所需物质和产物，为光合作用的进行提供液体环境。
（2）由“叶肉细胞向胞外排Na+和向液泡内富集Na+”可知，生物膜具有控制物质进出细胞的功能；
由“液泡内富集，以降低Na+对细胞中酶活性降低的影响”可知，将Na+限定在小的区室（液泡中）可以降低Na+危害，体现了生物膜具有将膜内外环境分隔开的功能。
（3）分析表中光合作用参数变化数据可知：
①与甲组相比，乙组香椿幼苗的气孔导度下降，CO2吸收减少，CO2固定、还原并转化为有机物的速率下降，因此乙组净光合速率降低；
②与乙组相比，丙组、丁组香椿幼苗的净光合作用速率均升高，但均小于甲组，说明ABA能部分缓解盐胁迫对香椿幼苗光合作用的抑制作用；乙组、丙组、丁组香椿幼苗的净光合速率逐渐升高，说明在一定浓度范围内，随ABA浓度增大，其缓解作用逐渐增强。
（4）由表中数据可知，盐胁迫后，叶中Mg2+质量分数下降；ABA处理后，叶中Mg2+质量分数升高；Mg2+是叶绿素的组成元素，叶中Mg2+质量分数与净光合速率呈正相关，因此可以认为香椿幼苗光合作用速率下降的可能原因还有其叶绿素含量下降。
【分析】一、比较物质进出细胞方式的不同
物质类别 出入细胞方式 物质转运方向 载体蛋白 耗能
离子和小分子物质 被动运输 自由扩散 高浓度→低浓度 不需要 不耗能
协助扩散 需要
主动运输 低浓度→高浓度
颗粒和大分子物质 胞吞 细胞外→细胞内 不需要 耗能
胞吐 细胞内→细胞外
二、细胞膜的功能：
(1)将细胞与外界环境分开，保障了细胞内部环境的稳定；
(2)控制物质进出细胞；
(3)进行细胞间的物质交流：①化学物质传递(如激素、递质)；②通道传递(如胞间连丝)；③接触传递(如精卵结合、靶细胞与效应T细胞接触)。
三、影响光合作用强度的因素
(1)外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素 产生的影响 影响过程
光照强度 影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
(2)内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
19．【答案】（1）PEP和C5；夜晚没有光，植物不能进行光反应，无法为暗反应提供NADPH和ATP，所以只是对CO2暂时固定，并不会生成糖类等有机物
（2）夜间该植物细胞固定CO2产生了苹果酸，并储存在液泡中
（3）存在；由图可知，蝴蝶兰叶片吸收CO2主要发生在夜间，白天吸收CO2较少（或白天CO2吸收速率较低，夜晚CO2吸收速率较高）；蝴蝶兰叶片白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，符合CAM植物的光合特性
（4）干旱；降低蒸腾作用，减少水分散失
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）据图可知，景天属植物中参与CO2固定的物质有PEP和C5；植物的暗反应过程包括光反应和暗反应过程，光反应可为暗反应提供NADPH和ATP，由于夜晚没有光，植物不能进行光反应，无法为暗反应提供NADPH和ATP，所以只是对CO2暂时固定，并不会生成糖类等有机物。
（2）据图可知，夜间该植物细胞固定CO2产生了苹果酸，并储存在液泡中，故夜间景天属植物细胞液的pH会下降。
（3）由图可知，蝴蝶兰叶片吸收CO2主要发生在夜间，白天吸收CO2较少（或白天CO2吸收速率较低，夜晚CO2吸收速率较高）；蝴蝶兰叶片白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，符合CAM植物的光合特性，故据图推测，蝴蝶兰存在CAM途径。
（4）景天酸植物在白天气孔关闭，可减少水分的散失，故具有CAM过程的植物通过改变其代谢途径以适应干旱环境；这种代谢途径可以使景天属植物在白天降低蒸腾作用，减少水分散失，从而保证其生命活动能正常进行。
【分析】1、分析图1：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中；图2白天中午气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用的暗反应。
2、光合作用：
（1）光反应阶段：水光解产生[H]和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。
（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H]的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和 Pi。
20．【答案】（1）炎热干旱；ATP、NADPH；苹果酸（脱羧作用）；细胞呼吸
（2）基本不变、降低；上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A由于气孔关闭，不从环境中吸收CO2，由苹果酸分解产生CO2而生成的C3含量基本不变；而植物B吸收的CO2减少，CO2的固定减弱，而C3的消耗量几乎不变，故而细胞中C3的含量降低。
（3）减少；图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加；既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）植物A的气孔在白天关闭，晚上开放，而气孔的开闭与蒸腾作用有关，据此推测植物A可能生活在炎热干旱的环境中；植物A夜晚不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP、NADPH，所以吸收的CO2不能合成（CH2O）；白天植物A进行光合作用所需要的CO2由苹果酸经脱羧作用释放和细胞呼吸产生。
（2）在上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A由于气孔关闭，不吸收CO2，苹果酸分解产生CO2，C3的含量基本不变；而植物B吸收的CO2减少，CO2的固定减弱，而C3的消耗量几乎不变，故而细胞中C3的含量降低。
（3）①据图分析，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量减少，判断依据是干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加。②“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、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。
21．【答案】（1）类囊体薄膜；ATP、NADPH
（2）添加等量的植物营养液；200mmol·L－l NaCl处理组叶片的叶绿素含量降低，光反应速率降低，生成的ATP、NADPH减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO2的吸收利用减少；不能
（3）非气孔限制；100mmol·L－l NaCl处理组的胞间CO2浓度高于对照组，说明CO2供应充足
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）绿色植物的叶绿素分布在类囊体薄膜上，可以吸收、传递、转化光能；在光反应中，可将光能转化为ATP、NADPH中的活跃的化学能。
（2）分析题意，本实验的自变量为不同浓度NaCl溶液，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故对照组的处理是添加等量的植物营养液（NaCl浓度为0）；对比200mmol L-lNaCl处理组与100mmol L-lNaCl处理组，前者气孔导度明显降低，叶绿素含量较低，净光合速率减慢，但两组的胞间CO2浓度并无显著差异，其原因可能是200mmol L-lNaCl处理组叶片的叶绿素含量降低，使得光反应速率降低，生成的ATP、NADPH减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO2的吸收利用减少；限制200mmol L-lNaCl处理组净光合速率的并不是胞间CO2浓度或气孔导度，即该浓度的盐胁迫属于非气孔限制，故喷施促进气孔开放的细胞分裂素不能提高光合速率。
（3）100mmol L-lNaCl处理组与对照组相比较，叶绿素含量高于对照组，胞间CO2浓度更高，说明CO2供应充足，但净光合速率低于对照组，说明限制其净光合速率的是非气孔限制。
【分析】（1）吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜 上和叶绿体基质中。
（2）光合作用的过程：
①阶段Ⅰ是光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行；
阶段Ⅱ是暗反应阶段，在叶绿体基质中进行。
②A是H2O，B是O2，C是[H]，D是ATP，E是CO2，F是C3，G是(CH2O)。
③光反应阶段物质转化：水的光解：2H2O→4[H]＋O2；ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATP。
能量转换： 光能 → ATP中活跃的化学能 。 [H]的实质是NADPH(还原型辅酶Ⅱ) 。
④暗反应阶段物质转化：CO2固定：CO2＋C5→2C3；C3的还原：2C3→(CH2O)＋C5＋H2O。
能量转换：ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
⑤光合作用过程中的能量转换过程是光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 。
⑥光反应为暗反应提供大量的[H[和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi 。
22．【答案】（1）叶绿体的类囊体膜（光合膜）；氢（或“能量和还原剂”或“H+和电子”或“氢和能量”）；H+（氢离子）；红光和蓝紫光
（2）叶绿体色素（或光合色素）；适度增温，气孔导度增加，叶片中CO2浓度增加；适度增温能升高酶活性，提高光合速率。
（3）提高呼吸酶活性，增大了夏腊梅夜间的呼吸速率，全天有机物消耗量增加，有机物含量减少（答出“增大了夏腊梅夜间的呼吸速率”就得分）
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】（1）由图示1可知，该生理过程为光合作用的光反应阶段，此阶段的场所是叶绿体的类囊体膜，其中物质B为碳反应提供氢和能量；通过图示可以发现ATP的形成需要 H+浓度梯度提供分子势能；叶绿素主要吸收的光为红光和蓝紫光；
故填： 叶绿体的类囊体膜（光合膜）； 氢（或“能量和还原剂”或“H+和电子”或“氢和能量”）； H+（氢离子） ； 红光和蓝紫光 。
（2）由图2可知， 三种增温模式处理后与处理前相比，光合速率均增加。适度增温可促进叶绿体色素合成，提高光能捕获效率，加快光反应速率，从而提高光合速率，除此之外，适当增温，可以使气孔开放度增加，而且光合作用的相关的酶的活性也会相应增加，进而提高光合速率；
故填：叶绿体色素（或光合色素） ； 适度增温，气孔导度增加，叶片中CO2浓度增加；适度增温能升高酶活性，提高光合速率。
（3）夜间增温，对光合作用影响甚微，但是缺提高了呼吸作用的酶的活性，会加大光合作用积累的有机物的消耗，在光合作用不变的情况下，呼吸作用消耗的有机物增加，最终的有机物的含量会减少；
故填：提高呼吸酶活性，增大了夏腊梅夜间的呼吸速率，全天有机物消耗量增加，有机物含量减少 。
【分析】（1）光合作用的过程如下：
①光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行；暗反应阶段，在叶绿体基质中进行。
②光反应为暗反应提供大量的[H[和ATP；暗反应为光反应提供 ADP、Pi 。
③[H]和ATP的移动方向类囊体薄膜→叶绿体基质 。
④光合作用的光反应合成ATP，暗反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于暗反应。
（2）净光合速率和真正光合速率
光合速率是光合作用固定二氧化碳的速率。即单位时间单位叶面积的二氧化碳固定（或氧气释放）量。也称光合强度。
①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
④净产氧量=总产氧量-呼吸耗氧量。
⑤净生产葡萄糖量=实际生产葡萄糖量-呼吸消耗葡萄糖量。
⑥实际消耗二氧化碳量=实测的二氧化碳量+呼吸作用二氧化碳释放量。
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2023年高考生物全国乙卷真题变式·分层精准练：第7题
一、原题
1．（2023·全国乙卷）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）光合作用和呼吸作用
（2）红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放。
（3）蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，因而保卫细胞渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开。
（4）不能
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；细胞呼吸原理的应用；光合作用原理的应用
【解析】【解答】（1） 气孔的开闭会影响植物水分流失和对空气中氧气与二氧化碳的获取，进而影响到植物叶片的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用等生理过程。
故答案为：光合作用和呼吸作用。
（2）红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，光合产物会使保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放。
故答案为：红光是叶绿体色素主要吸收的光，因而红光照射能促进保卫细胞的叶绿体进行光合作用，保卫细胞的渗透压上升，因而吸水体积膨大，气孔开放。
（3）题干中指出蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K ，而保卫细胞吸收K 会使保卫细胞的渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开。
故答案为：蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，因而保卫细胞渗透压上升，吸水膨胀，气孔张开。
（4）除草剂能阻断光合作用的光反应，光合作用的暗反应也不能正常进行，光合作用不能正常进行，也就不能维持一定的开度。
故答案为：不能。
【分析】 （1）当气孔张开时，叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中。因此，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”。
（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
（3）光合作用的过程：
（4）影响光合作用强度的因素
外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素 产生的影响 影响过程
光照强度 影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
二、基础
2．（2023高一下·河南开学考）水稻幼苗适合在pH为5~6的微酸性土壤中生长，此条件下种子吸水发芽快，生理机能旺盛，可抑制立枯病菌的发展，增强幼苗抗性。当土壤pH超过7时，水稻发芽、出苗生长显著变弱。研究人员研究了碱胁迫对水稻幼苗的影响，实验结果如下表所示。气孔开放程度可用气孔导度表示，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。回答下列问题：
项目 叶绿素含量 气孔导度 RuBP羧化酶活性 净光合速率
微酸性土壤 1.00 1.00 1.00 1.00
碱胁迫 0.52 0.45 0.60 0.41
碱胁迫+适宜浓度的糠醛渣调酸剂 0.51 0.70 0.93 0.60
注：表中数据为相对值，计算方式为检测数据与自然条件下检测数据的比值
（1）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2与C5生成C3，该过程发生在水稻叶肉细胞的 （填具体场所）中。还原C3还需要光反应过程提供 。
（2）据表分析，若其他条件相同且适宜，与微酸性土壤条件相比，生长在碱性土壤中的水稻植株的RuBP羧化酶活性 ，叶绿素含量 ，最终导致制造有机物的速率 。
（3）据表分析，施加糠醛渣调酸剂能提高水稻的抗碱胁迫能力，判断依据是 。
（4）实验小组在适宜条件下，测定了碱胁迫+适宜浓度的糠醛渣调酸剂土壤含水量为30%、60%、90%时水稻干重的变化，发现含水量为60%时植株干重最大，那么土壤含水量为60% （填“一定”或“不一定”）是水稻制造有机物的最适土壤含水量。
【答案】（1）叶绿体基质；NADPH和ATP
（2）降低；减少；下降
（3）施用糠醛渣调酸剂能增大气孔导度，增加CO2吸收量，也能提高RuBP羧化酶的活性，促进了CO2的固定，使净光合速率增大
（4）不一定
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）分析题意可知：RuBP羧化酶能催化CO2与C5生成C3，该反应为CO2的固定，发生阶段为光合作用暗反应阶段，发生场所在叶绿体基质；C3的还原需要光反应过程提供ATP和NADPH。
（2）分析题表数据可知：生长在碱性土壤中的水稻植株的RuBP羧化酶活性，比微酸性土壤条件下活性降低，叶绿素含量减少，导致净光合速率减低，最终会导致有机物制造速率下降。
（3）分析题表可知：施加糠醛渣调酸剂能提高水稻的抗碱胁迫能力，判断依据是施用糠醛渣调酸剂能增大气孔导度，增加CO2吸收量，也能提高RuBP羧化酶的活性，促进了CO2的固定，使净光合速率增大。
（4）分析题意可知：发现含水量为60%时植株干重最大，那么土壤含水量为60%不一定是水稻制造有机物的最适土壤含水量，因为干重是植物制造有机物的量减去细胞呼吸的消耗量，而该实验并没有测定该含水量条件下，呼吸作用消耗的有机物量，也就无法确定该植物有机物制造量。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
3．（2022·深圳模拟）很多作物气孔的开闭会体现一些特征：①在炎热夏天中午，大多数作物的气孔会出现闭合现象；②很多作物的气孔保持昼开夜闭的节律；③有些作物在特定环境中，气孔会出现以数分钟或数十分钟为周期的节律开合现象，被称为“气孔振荡”。请根据材料分析回答下列问题：
（1）炎热夏天的中午，光合作用的 过程受影响，导致光合作用强度下降，这时可以采取 的措施缓解。
（2）气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关（从气孔进入到叶肉细胞之间的CO2浓度），推测胞间CO2浓度 （填“升高”或“降低”）是白天气孔打开的原因，阐述导致特征②出现的生理原因有 。
（3）研究发现，气孔振荡周期中的闭合与炎热夏天中午气孔闭合机理一致，推测气孔振荡是植物在 环境中经过长期进化而产生的适应性机制，其具体的意义是： 。
【答案】（1）暗反应（二氧化碳固定、卡尔文循环）；（适时）灌溉（遮阴、降温处理）
（2）降低；白天光合作用大于呼吸作用，胞间 CO2浓度降低，气孔打开；夜晚只进行呼吸作用胞间 CO2浓度升高，气孔关闭
（3）干旱（缺水）；“闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性；“开”能保证 CO2的供应，维持较强的光合作用
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)夏季炎热中午，蒸腾作用强，为了减少水分的散失，气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用的暗反应减弱，使得光合作用强度下降，可通过（适时）灌溉（遮阴、降温处理），以提高气孔导度。
(2)CO2是光合作用的原料，白天光合作用大于呼吸作用，胞间 CO2浓度降低，气孔打开；同时夜晚只进行呼吸作用胞间 CO2浓度升高，气孔关闭。
(3)炎热夏天中午气孔闭是为了减少水分的散失，气孔振荡周期中的闭合与炎热夏天中午气孔闭合机理一致，说明气孔振荡是植物在干旱条件下长期进化的适应机制，其“闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性；“开”能保证 CO2的供应，维持较强的光合作用。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、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。
3、真正光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。
4．（2023高一上·温州期末）科研人员以某植物幼苗为材料，施以不同量的氮肥，探究氮素水平对光合作用的影响，下表为测定的最大表观光合速率时对应的各组数据（气孔导度：气孔张开的程度）
组别 氮素水平（mmol·L-1） 叶绿素含量（μg·g） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μL·L-1） 表观光合速率（μmol·m-2·s-1）
A 5 86 0.68 308 19.4
B 10 99 0.78 304 20.7
C 15 103 0.85 301 21.4
请回答：
（1）本实验的可变因素是 ，据表可知，本实验中，表观光合速率是通过测定 CO2的吸收量来表示，当达到最大表观光合速率时，叶肉细胞中CO2的来源是 。
（2）在光合作用过程中，光反应发生的场所是 ，其产生的NADpH为三碳酸的还原提供 。离开卡尔文循环的三碳糖在叶绿体内作为原料用于 的合成。若在叶绿体外形成1分子蔗糖，则该细胞产生了 分子三碳酸。
（3）根据实验数据分析，提高氮素水平，表观光合速率增加，推测原因可能是氮含量增加引起 ，对可见光的吸收能力增强；A组的表观光合速率较B、C组低，气孔导度 （填“是”或“不是”）导致这种变化的主要因素，原因是 。
【答案】（1）氮素水平；单位时间、单位叶面积；线粒体、从细胞外界吸收
（2）类囊体的薄膜；[H]、能量；淀粉、蛋白质和脂质；24
（3）叶绿素含量增加；不是；A组气孔导度减少，但A组胞间CO2浓度增加
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）探究氮素水平对光合作用的影响，自变量为不同氮素水平，表观光合速率是通过测定单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量来表示，当达到最大表观光合速率时，光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞中CO2的来源是细胞呼吸（或线粒体）产生、从细胞外界吸收。
（2）光合作用的光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的，光反应产生的 NADPH既是还原剂，提供[H]，又可以提供能量。离开卡尔文循环的三碳糖大多数进入细胞溶胶合成蔗糖，少数在叶绿体内合成淀粉、蛋白质和脂质。由卡尔文循环可知，循环3次，固定3个CO2分子，生成6个三碳酸，其中1个用来合成葡萄糖，其余5个用来产生3个五碳分子保证再循环。即生成一个葡萄糖需要2个三碳酸，细胞内产生了2×6=12个三碳酸，1分子蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成，即若在叶绿体外形成1分子蔗糖，则该细胞产生了24分子三碳酸。
（3）根据表格可知，在一定范围内随着氮素水平的提高，叶绿素的含量在增加，因此适当增施氮肥有利于叶绿素的合成，对可见光的吸收能力增强；A组的表观光合速率较B、C组低，但A组胞间CO2浓度大于B、C组，说明气孔导度不是导致A组的表观光合速率比B、C组低的原因。
【分析】光合作用过程： （1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 （2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。
5．（2023高三下·东莞月考）下图是某景天科植物一天中CO2的固定速率、气孔导度、苹果酸和淀粉含量的变化，据图回答下列问题。
（1）该植物叶肉内CO2的固定主要发生在 （填“白天” “暗夜”），此时CO2固定速率的变化与 的变化基本同步。
（2）暗夜时，CO2被固定到 （填“苹果酸” “淀粉”）中，判断依据是 。
（3）从图中看出，淀粉的合成发生在白天，暗夜时不能合成淀粉的原因是 。暗夜时淀粉的含量下降，其意义是 。
【答案】（1）暗夜；气孔导度
（2）苹果酸；暗夜时苹果酸增加，与CO2的固定增加同步
（3）暗夜条件下光反应不能进行，不能为C3的还原提供NADPH和ATP；用于细胞呼吸，为CO2的固定等生命活动提供能量、为体内物质转化提供中间产物
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）从CO2固定速率曲线看出，暗夜时CO2固定速率大，因此，可判断该植物叶肉内CO2的固定主要发生在暗夜，由图可知，暗夜时该曲线与气孔导度曲线基本同步。
（2）暗夜时，随着CO2固定，苹果酸增加而淀粉含量下降，苹果酸与CO2的固定同步，因此可判断CO2可能被固定到苹果酸中。
（3）暗夜条件下不能进行光反应，不能为C3的还原提供NADPH和ATP，因此淀粉的合成发生在白天，暗夜时不能合成淀粉。暗夜时淀粉的含量下降，主要用于细胞呼吸，为植物生命活动提供能量、为体内物质转化提供中间产物。
【分析】光合作用：
（1）光反应阶段：水光解产生[H]和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。
（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP 水解成ADP和 Pi。
6．（2021高三上·邯郸开学考）沙尘暴对植物叶绿素含量、气孔导度和净光合速率都有明显的影响，科研人员以云杉为材料进行了实验研究，结果如表所示（气孔导度表示气孔张开的程度）。请回答下列问题：
组别 总叶绿素含量（mg/g） 气孔导度相对值（%） 净光合速率[μmolCO2/（m2. S]
对照组 4.71 94 5.54
实验组 3.11 65 3.69
（1）云杉叶肉细胞中参与光合作用的叶绿素包括 。
（2）沙尘暴发生后， （环境因素）降低，云杉的气孔导度也变小。而夏日中午，引发云杉气孔导度变小的环境因素是 。
（3）根据以上实验结果分析，沙尘暴影响了云杉光合作用的 阶段。若要进一步判定沙尘暴对各阶段的影响强弱，还需测定的因变量是 。
【答案】（1）叶绿素a和叶绿素b
（2）光照强度（或光照强度和温度）；光照强度、温度
（3）光反应和暗反应；实验组和对照组叶肉细胞中C3（或C5）的含量
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】根据表格数据分析：实验组受沙尘影响，总叶绿素含量（mg/g）、气孔导度相对值（%）都比对照组低，所以净光合速率比对照组低。
（1）云杉叶肉细胞中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b。
（2）沙尘暴发生，阻挡光照，气温也有所降低，气孔导度变小，影响光合作用。夏日中午，光照强度较大，气温较高，蒸腾作用较强，引发云杉气孔导度变小。
（3）沙尘暴能降低叶绿素含量，影响光合作用光反应阶段，也降低了气孔导度，减少二氧化碳供应，影响暗反应阶段。根据题意，若沙尘暴对云杉光合作用中光反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组反应产生的[H]和ATP不足，C3的还原减弱，C3的含量增加。若沙尘暴对云杉光合作用中暗反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组二氧化碳的固定减弱，则其叶肉细胞中C5的含量增加。因此若要进一步判定沙尘暴对各阶段影响的强弱，测定实验组和对照组叶肉细胞中C3（或C5）的含量即可。
【分析】 分析表格数据可知：实验组的云杉受沙尘影响，总叶绿素含量和气孔导度相对值都比对照组低，所以其净光合速率比对照组低。
7．（2022高三上·广东月考）为应对干旱、高盐、低温等不利环境因素，植物在长期进化过程中形成了一系列胁迫响应机制。基因在响应上述非生物胁迫时具有重要作用。为了探究基因（水稻的基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，研究人员通过转基因技术得到了三个基因过表达株系(T4、T8、T11)，并对转基因植株进行了抗逆性实验，部分结果如图1、2所示。图3为水稻气孔开闭机制示意图，当组成气孔的细胞——保卫细胞吸水时，气孔打开，反之气孔关闭。据此分析回答下列问题：
（1）上述实验中，通过构建过表达株系来探究基因响应干旱胁迫的机制，体现了自变量控制的 （“加法”或“减法”）原理。
（2）干旱胁迫下，测得野生型水稻植株的气孔开放度下降，导致CO2吸收速率 ， 速率下降，最终光合速率下降。研究发现，干旱严重时，细胞内水分亏损还会导致叶绿体超微结构破坏，使得类囊体薄膜上的 减少，从而直接影响光反应。
（3）已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，结合实验结果推测，过表达株系水稻抗旱性比野生型的 ，原因可能是 ，从而确保光合作用的正常进行。
（4）植物在响应干旱胁迫的过程中， （填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。综合上述实验可说明，植物生长发育的调控，是由激素调节、 调控和 调节共同完成的。
【答案】（1）加法
（2）下降；暗反应；光合色素（和酶）
（3）强；干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高/细胞吸水，维持气孔的开放，保证对 CO2的吸收
（4）脱落酸；基因表达；环境（因素）
【知识点】光合作用的过程和意义；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】（1）上述实验中，通过构建过表达OsCIPK12株系来探究OsCIPK12基因响应干旱胁迫的机制，是添加了OsCIPK12基因，该过程属于加法原则。
（2）二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散，在暗反应过程中参与二氧化碳的固定过程，故干旱胁迫下，野生型水稻植株的气孔导度下降，会导致CO2吸收速率下降，影响暗反应速率，最终光合速率下降；
光反应过程需要色素和酶的参与，色素和酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上。因此干旱严重时，细胞内水分亏损还会导致叶绿体超微结构破坏，使得类囊体薄膜上的光合色素（和酶）减少，从而直接影响光反应。
（3）已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高， 维持气孔的开放，保证对CO2的吸收，故过表达OsCIPK12株系水稻抗旱性强。
（4）植物在响应干旱胁迫的过程中，脱落酸的含量会增加，故脱落酸也被称为逆境激素；植物生长发育的调控，是由激素调节、基因表达和环境因素共同完成的。
【分析】1、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立的起作用，而是多种激素相互作用共同调节，有的相互促进，有的相互拮抗，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，因此植物激素的合成受基因组控制，光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调控。
三、提高
8．（2022·德阳模拟）科学家发现某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔开闭有关。“PATROL1”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，回收到气孔内部之后，气孔会关闭。据此回答下列问题：
（1）拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所中增加接受光照面积的结构是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，进入叶肉细胞的CO2含量会 ，随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会 。
（3）有研究发现，具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件。请以普通拟南芥和具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株为实验材料设计实验探究这一观点是否成立。请简要写出实验思路，并预期结果及结论。
实验思路： 。
预期实验结果及结论： 。
【答案】（1）类囊体（或基粒）；叶绿素a
（2）增加；增加
（3）分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况；若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)拟南芥叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，增加接受光照面积的是类囊体（或基粒）；捕获光能的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
(2)当“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，进入叶肉细胞的CO2浓度会增加，二氧化碳的固定加快，故合成的C3也增加，C5消耗增多，故随后导致叶绿体内的C3／C5含量比值会增加。
(3)分析题意，该实验目的是验证具有“PATROL1”蛋白质的变异拟南芥植株更适应干旱条件，则实验的自变量是拟南芥植株的类型，因变量是拟南芥植株的生长发育情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故本实验的实验思路为：
分别选取普通拟南芥和具有变异拟南芥植株，分别置于相同的干旱条件下培养一段时间，分别观察两组植株的生长发育情况。
预期实验结果及结论：若变异拟南芥植株比普通拟南芥生长得更好，则该观点成立；若变异拟南芥植株与普通拟南芥生长情况相似，或生长情况不如普通拟南芥，则该观点不成立。
【分析】1、叶绿体中的类囊体堆叠形成基粒，增大了接受光照的面积；捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中含量最多的是叶绿素a。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
9．（2022高三上·包头开学考）胡杨具有极强的抗逆能力，是典型的耐干旱、耐盐碱的重要林木之一。在干旱的荒漠地区，其对于维持荒漠地区的生态平衡起关键作用。气孔是植物叶片与外界进行气体交换和散失水分的主要通道。气孔张开的程度即气孔导度，是影响植物光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的主要因素。为了探究胡杨叶片的气孔限制情况，某研究团队在胡杨的生长季7月测定了相关因素，测定结果如下图所示。请回答下列问题：
（1）胡杨叶片形态多变，在叶肉细胞中能进行频繁的气体交换，其中能够发生在叶肉细胞生物膜上的是____。
A．O2的产生 B．CO2的产生 C．O2的消耗 D．CO2的消耗
（2）在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降，请从两个角度分析胞间CO2浓度下降的原因 。
（3）在晴朗的中午，植物光合作用会持续减弱，主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物气孔限制作用是指气孔导度减小，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的 过程，导致光合作用速率降低；植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性 ，最终使叶片的光合作用能力减弱。
【答案】（1）A；C
（2）一是大气中CO2浓度正在逐渐降低，进入胞间CO2减少；二是叶片净光合速率升高，使叶片胞间CO2消耗加剧
（3）暗反应；降低
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）A、O2的产生是光反应过程水的光解，场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；
B、CO2的产生是细胞有氧或无氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质或细胞质基质，B错误；
C、O2的消耗是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C正确；
D、CO2的消耗是光合作用的暗反应过程，场所是叶绿体基质，D错误。
故答案为：AC。
（2）在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降了，主要有两个方面的原因，一是大气CO2浓度正在逐步减少，使CO2吸收减少，进入胞间CO2减少；二是叶片的净光合速率升高，使叶片胞间CO2被加剧消耗。
（3）在晴朗的中午，光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过强，植物通过关闭气孔来减少水分的散失，因此在晴朗的中午时，气孔限制作用更大，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的暗反应过程，导致光合作用速率降低。温度影响酶的活性，植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性降低，最终使叶片的光合作用能力减弱。
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应，光反应主要进行水的光解产生氧气和ATP，暗反应主要进行二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，合成有机物。
2、有氧呼吸包括三个阶段，第一阶段进行葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段进行丙酮酸和水结合产生二氧化碳，第三阶段进行氧气和还原氢结合产生水。
10．（2023高二下·东莞期末）荔枝被誉为岭南佳果，其果实外形美观，果肉甜且有特殊香气，营养丰富，深受大众喜爱。某研究团队为探究喷施叶面肥（GM）对荔枝的光合作用、果实品质和产量等方面的影响，进行了相关实验，结果如下表。回答下列问题：
表叶面肥处理对荔枝光合作用、果实品质和产量的影响
处理 净光合速率 气孔导度 单果质量 色泽参数 可食率 平均每穗果实 单株产量
（μmol m s-1） （mol m s-1） （g） （%） （个） （kg）
CK 7.2 0.068 23.6 36.1 78.7 1.3 33.9
GM 8.9 0.092 22.5 35.8 78.9 2.5 53
注：CK为对照组；气孔导度代表气孔开闭程度
（1）影响荔枝产量的环境因素有 （答两点）。据表分析，经GM处理的荔枝叶片净光合速率显著高于CK组，原因可能是GM处理提高了气孔导度，使 增加，进而使光合作用的暗反应为光反应提供的 增加，使光合速率增加。
（2）有人认为GM处理提高荔枝叶片净光合速率是通过提高叶片叶绿素含量导致的，请设计实验说明该观点是否合理： 。
（3）据表可知，GM处理有利于种植户增收，理由是 。
【答案】（1）光照强度、温度、二氧化碳浓度等；二氧化碳进入量；ADP、Pi、NADP+
（2）用GM处理的叶片若干，进行色素的的提取和分离，观察滤纸条上叶绿素的宽窄，并与CK组进行对比。若GM处理组叶绿素的条带比CK组的宽，则假设合理；若GM处理组叶绿素的条带比CK组的窄或没有明显区别，则假说不合理
（3）GM处理后单株产量大于CK组
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）荔枝的产量体现的是其通过光合作用来制造有机物的速率，影响其光合作用速率的环境因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等；荔枝通过气孔吸收环境中的二氧化碳，而二氧化碳是荔枝光合作用制造有机物的原料，暗反应中三碳化合物的还原为光反应提供的ADP、Pi、NADP+，所以经GM处理的荔枝叶片净光合速率显著高于CK组，原因可能是GM处理提高了气孔导度，使二氧化碳进入量增加，进而使光合作用的暗反应为光反应提供的ADP、Pi、NADP+增加，最终使光合速率增加。
（2）根据题意分析，设置实验时，应以有无GM为自变量，叶片中叶绿素的含量为因变量，而叶绿素的含量可通过提取色素，由滤纸条上色素的宽窄来衡量，因此设计实验如下：用GM处理的叶片若干，进行色素的的提取和分离，观察滤纸条上叶绿素的宽窄，并与CK组进行对比。若GM处理组叶绿素的条带比CK组的宽，则假设合理；若GM处理组叶绿素的条带比CK组的窄或没有明显区别，则假说不合理。
（3）由表分析可知，GM处理后单株产量大于CK组，所以GM处理有利于种植户增收。
【分析】1、植物光合作用分为光反应和暗反应，光反应在类囊体薄膜上进行，主要进行水的光解产生氧气、电子和H+，以及NADPH和ATP的合成；暗反应在叶绿体基质中进行，主要是发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，最终产生有机物供植物利用。
2、影响植物光合速率的因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
11．（2022高三下·安徽开学考）科学家发现低温(10℃)下，即使进行长时间光照，植物的气孔也很难完全张开。某科研小组欲探究外源细胞分裂素处理对低温胁迫下小麦幼苗光合作用的影响，共做了四组实验，实验结果如图所示。回答下列问题：
注：气孔导度指的是气孔张开的程度。
（1）已知a组为空白对照组，c组表示只进行低温胁迫处理的组别。
①b组和d组的处理情况分别为 、 。
②b组的净光合速率比a组高，那么，b组的实际光合速率 (填一定或不一定)比a组高，理由是 。
（2）C4植物能利用叶肉细胞间隙含量很低的CO2进行光合作用，而C3植物不能。已知甲植物是C4植物，想判断乙植物是C4植物还是C3植物，参考题干信息，可以将甲和乙一同栽种于某密闭玻璃罩下，置于 条件下培养适宜的一段时间，记录这段时间内它们的生长情况，预期结果及结论为 。
【答案】（1）用外源细胞分裂素处理非低温胁迫（常温）下小麦幼苗；用外源细胞分裂素处理低温胁迫下小麦幼苗；不一定；实际光合速率等于净光合速率加上呼吸速率，因为没有测量a、b组的呼吸速率，所以无法比较a、b组实际光合速率的大小
（2）低温；若甲植物与乙植物都生长良好，则乙植物可能为C4植物；若甲植物生长良好，而乙植物长势变差甚至枯萎，则乙植物可能为C3植物
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】根据题意结合图示分析可知：该实验的目的是外源细胞分裂素处理对低温胁迫下小麦幼苗光合作用的影响，因此该实验的自变量为是否用外源细胞分裂素处理和低温胁迫处理，由图示可知，因变量为净光合速率和气孔导度。该实验设计了四组，其中a组为空白对照组，b组表示用外源细胞分裂素处理非低温小麦幼苗，c组表示只进行低温胁迫处理，根据实验的对照性原则，那么d组的处理为同时利用外源细胞分裂素和低温胁迫处理小麦幼苗。
（1）根据上述分析和实验的对照性原则可知，b组的处理情况为用外源细胞分裂素处理非低温胁迫（常温）下小麦幼苗，d组的处理情况为用外源细胞分裂素处理低温胁迫下小麦幼苗。实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，虽然b组的净光合速率比a组高，但是由于a组和b组的呼吸速率不知道，所以b组的实际光合速率不一定比a组高。
（2）分析题干信息可知，C4植物和C3植物的区别是能否利用叶肉细胞间隙含量很低的CO2进行光合作用，所以实验时应该将植物置于低温条件下培养，若甲植物与乙植物都生长良好，则乙植物可能为C4植物；若甲植物生长良好，而乙植物长势变差甚至枯萎，则乙植物可能为C3植物。
【分析】（1）“三率”及判定与测定
①呼吸速率：植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
（2）影响光合作用强度的因素
(1)外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素 产生的影响 影响过程
光照强度 影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
(2)内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
12．（2023·唐山模拟）番茄作为我国北方主要蔬菜作物之一，在夏季栽培过程中常受到高温和强光的双重胁迫，导致植株产量和品质下降。科研工作者研究了亚高温强光对番茄幼苗光合作用的影响及其自我保护机制，培养5天后的相关指标数据如下表，回答下列问题。
组别 温度/℃ 光照强度/ （μmol m-2 s-1） 净光合速率/ （μmol m-2 s-1） 气孔导度/ （mmol m-2 s-1） 胞间CO2浓度/ppm R酶活性/ U mL-1
对照组 25 500 12.1 114.2 308 189
35 1000 1.8 31.2 448 61
注：气孔导度与气孔开放程度正相关
（1）R酶是一种催化CO2固定的酶，在其催化下，CO2与 反应，产物被还原生成糖类，此过程发生在 。由表中数据可以推知，与对照组相比，亚高温强光条件下番茄净光合速率下降的原因是 （答出一点即可）。
（2）PS II是位于叶绿体中 的一种光合作用单位，主要由光合色素和蛋白质构成，其中的D1蛋白在光能过剩时易失活，使光反应速率下降。R酶活性下降将 （填“促进”或“抑制”）D1蛋白的失活。
（3）与亚高温强光处理相比，亚高温强光下同时施加适量硫酸链霉素（可抑制D1蛋白的合成）的植株5天后净光合速率明显下降。据此推测植株通过 缓解亚高温强光对光合作用的抑制。
（4）仅从影响光合速率的内部因素角度分析，欲提高番茄在高温和强光双重胁迫条件下的光合作用速率，请提出一条措施。
【答案】（1）C5（五碳化合物）；叶绿体基质；R酶活性降低，导致暗反应速率下降，光合作用速率降低；温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高
（2）类囊体薄膜；促进
（3）促进合成D1蛋白
（4）改造R酶基因，提高R酶活性；转入编码D1蛋白的基因，提高亚高温强光条件下D1蛋白表达量
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行，在R酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类。实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高温高光组与对照组相比，净光合速率、气孔导度、R酶活性都下降，由此可知，R酶活性降低，导致暗反应速率下降，光合作用速率降低；温度升高，与呼吸作用有关酶活性增强，呼吸作用速率升高。
（2）光合色素位于叶绿体类囊体的薄膜上，PS II主要由光合色素和蛋白质构成，故PS II位于叶绿体类囊体的薄膜上。R酶活性下降，三碳化合物生成速率下降，用于还原三碳化合物的ATP和NADPH的剩余量增加，光能中用于生成ATP和NADPH的比例减少，从而导致光能过剩，会促进D1蛋白的失活。
（3）亚高温强光下同时施加适量硫酸链霉素（可抑制D1蛋白的合成）的植株净光合速率下降更明显，说明亚高温高光对番茄植株净光合速率的抑制是因为抑制了D1蛋白的合成，所以推测植株通过合成新的D1蛋白缓解亚高温高光对光合作用的抑制。
（4）由（2）（3）分析可知，通过提高R酶活性、提高D1蛋白表达量能提高植株在高温和强光双重胁迫条件下的光合作用速率，因此可以设计改造R酶基因，提高R酶活性；转入编码D1蛋白的基因，提高亚高温强光条件下D1蛋白表达量。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
3、分析表格：实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高温高光组与对照组相比，净光合速率、气孔导度、R酶活性都下降，但胞间CO2浓度却上升。
13．（2022高三下·辽宁开学考）研究表明气孔的张开与保卫细胞膜上的质子泵（H+—ATPase）有着非常密切的关系。H+—ATPase被蓝光诱导激活后，导致ATP水解，会将H+分泌到细胞外，导致细胞膜外H+浓度升高而建立电化学梯度，K+、Cl-等依赖于H+电化学梯度通过离子通道大量进入保卫细胞，从而使气孔张开。气孔张开运动的相关机理如图所示：
（1）依据题意推测质子泵（H+—ATPase）具有 功能。
（2）蓝光可激活保卫细胞中质子泵，而诱导气孔张开，依据细胞吸水与失水的原理，推测其机理是 。
（3）植物有时为防止水分过度散失气孔会关闭，此时叶肉细胞仍可进行光合作用，消耗的CO2可来自细胞间隙和 ，但光合速率会明显减慢；气孔开启的瞬间植物叶肉细胞消耗C5的速率会 （填“增大”“减小”或“不变”）
（4）适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是
A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后＞①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加③后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为③＞①＞②
【答案】（1）运输与催化
（2）K+、Cl-等大量进入保卫细胞，使保卫细胞的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开
（3）线粒体；增大
（4）A；B；D
【知识点】光合作用的过程和意义；渗透作用
【解析】【解答】(1)根据题干信息分析，H+-ATPase是一种位于保卫细胞膜上的载体蛋白，其可以将氢离子运出保卫细胞，且消耗能量，为主动运输；该载体蛋白还具有酶的催化作用，可以催化ATP水解释放能量，供给氢离子的跨膜运输等生命活动，故具有运输和催化作用。
(2)蓝光诱导激活后就会利用ATP水解释放的能量将H+分泌到细胞外，此时内向K+离子通道开启，K+和Cl-等进入保卫细胞，使保卫细胞内的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开。
(3)气孔关闭时叶肉细胞进行光合作用消耗的CO2可来自细胞间隙储存的CO2和线粒体有氧呼吸产生的CO2；气孔开启瞬间，CO2浓度增大，短时间内二氧化碳的固定速率加快，故植物叶肉细胞消耗C5的速率会增大。
(4)A、通过分析可知，①处理后细胞处吸水量少于③处理后的细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；
B、②处理后细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B错误；
C、滴加③后，保卫细胞吸水，C正确；
D、通过上述分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D错误。
故答案为：ABD。
【分析】1、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水；当细胞液的浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水。
2、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化：
（1）改变光照条件：光照由强到弱，二氧化碳供应不变光反应减弱NADPH、ATP减少，氧气产生量减少，C3还原减弱，二氧化碳固定正常，C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）合成量减少。
（2）改变二氧化碳浓度：光照不变，二氧化碳供应减少暗反应减弱，二氧化碳固定减弱，C3还原正常，C3含量下降，C5含量上升，NADPH、ATP增加，氧气产生量减少（CH2O）合成量减少。
14．（2023·汕头模拟）科研工作者以长势良好的2年生夹竹桃为研究对象，探究干旱对其光合特性的影响，下图表示夹竹桃叶片实验结果（气孔导度是指气孔张开的程度，胞间CO2浓度是指叶肉细胞间的CO2浓度）。
回答下列有关问题：
（1）在干旱处理组中，叶片的光合速率小于其 速率，导致净光合速率为负值；形成3-磷酸甘油酸的场所是 。
（2）植物激素在植物光合作用对缺水的响应中发挥重要作用，其中 （填激素名称）在气孔导度下降过程中起主要作用。植物生长发育的调控，是由 调控、激素调节和 因素调节共同完成的。
（3）导致光合速率下降的原因可能来自两个方面：一是由于干旱使气孔导度降低，限制了CO2的供应，即发生了气孔限制；二是由于干旱使叶肉细胞中的 活性降低，即发生了非气孔限制。根据以上实验结果可知夹竹桃在干旱条件下主要发生了 限制，理由是 。
【答案】（1）细胞呼吸（呼吸作用）；叶绿体基质
（2）脱落酸；基因表达；环境
（3）光合酶（酶）；非气孔限制；干旱时气孔导度下降，胞间CO2反而上升，说明干旱直接导致的光合速率下降，进而使叶肉吸收的CO2浓度减少比气孔导度下降导致的从环境中进入胞间的CO2浓度减少要大（答案合理，的情给分）
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；其他植物激素的种类和作用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】（1）图中显示，在干旱处理组中，其净光合速率小于0，而净光合速率等于总光合速率于细胞呼吸速率之差，因而可推测叶片的光合速率小于其细胞呼吸速率；3-磷酸甘油酸是二氧化碳固定的产物，该过程发生的场所是叶绿体基质。
（2）植物激素在植物光合作用对缺水的响应中发挥重要作用，其中脱落酸在气孔导度下降过程中起主要作用，因而脱落酸被称为抗逆激素。植物生长发育的调控，是多种因素综合调控的结果，即由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
（3）导致光合速率下降的原因可能来自两个方面：一是由于干旱使气孔导度降低，限制了CO2的供应，进而使得暗反应速率下降，最终导致光合速率下降，即发生了气孔限制；二是由于干旱使叶肉细胞中于光合作用有关酶的活性降低，即发生了非气孔限制。题中实验结果显示干旱组的气孔导度明显下降，但同时表现为胞间二氧化碳浓度却高于对照组，据此可推测，夹竹桃在干旱条件下主要发生了非气孔限制，可能是干旱导致光合作用相关酶活性下降，进而引起光合速率下降，或者说是在干旱条件下，气孔关闭对光合速率的影响远远小于酶活性下降对光合速率的影响。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、脱落酸：脱落酸在根冠和萎蒸的叶片中合成较多，在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多。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，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休眠和提高抗逆能力等作用。
3、在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立的起作用，而是多种激素相互作用共同调节，有的相互促进，有的相互拮抗，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，因此植物激素的合成受基因组控制，光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调控。
15．（2023高一下·杭州期末）水分和光照是限制植物生长的主要环境因子。科研人员研究干旱和遮阴对2年树龄的马尾松光合特性的影响，实验结果如下表。
处理 总叶绿素 （mg/g） 叶绿素a/叶绿素b 气孔导度 （mmol·m-2·s-1） 胞间CO 浓度（μmol·m-2·s-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1）
对照 1.02 2.87 0.36 307.01 14.82
干旱 1.1 2.97 0.09 212.02 9.26
遮阴 1.62 2.57 0.18 307.31 8.56
注：叶绿素a/叶绿素b反映植物对光能利用的多少；气孔导度表示气孔张开的程度。
回答下列问题：
（1）马尾松中的叶绿素需先用 提取，才能进行含量测定。马尾松细胞中含有叶绿素的膜结构是 ，该结构在光反应中合成的能源物质是 。
（2）净光合速率常用CO 的吸收速率为检测指标，CO 的吸收速率是植物进行光合作用消耗CO 的速率与 之差。
（3）据表分析，遮阴组与对照组相比，马尾松净光合速率下降的原因可能是 ；干旱组与对照组相比，马尾松净光合速率下降的原因可能是 。
【答案】（1）无水乙醇；类囊体膜；ATP和NADPH
（2）细胞呼吸产生CO2的速
（3）叶绿素a/叶绿素b降低，捕获光能减少，光反应速率降低；气孔导度降低，吸收CO2减少，碳反应速率降低
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，光反应阶段合成ATP和NADPH等能源物质，发生的场所在在类囊体膜上。
故填：无水乙醇；类囊体膜；ATP和NADPH。
（2）光合速率与呼吸速率的差值可用净光合速率表示，具体可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等，因此净光合速率是植物进行光合作用消耗CO2的速率与细胞呼吸产生CO2的速率之差。
故填：细胞呼吸产生CO2的速率
（3）据表分析，遮阴组与对照组相比，遮阴组叶绿素a/叶绿素b降低，捕获光能减少，光反应速率降低，因此遮阴组马尾松净光合速率下降；干旱组气孔导度降低，气孔是植物体与外界进行气体交换的门户，因此吸收CO2减少，暗反应速率降低，光合速率下降。
故填：叶绿素a/叶绿素b降低，捕获光能减少，光反应速率降低；气孔导度降低，吸收CO2减少，碳反应速率降低。
【分析】光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段：
1、光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段 在类囊体的薄膜上进行的，发生水的光解、ATP和NADPH的生成。
2、暗反应阶段是光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段是在叶绿体的基质中进行的，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH ，最终生成糖类。
16．（2022·模拟）胡杨有着极强的抗逆能力，是典型的耐干旱、耐盐碱的重要林木之一、在干旱的荒漠地区，其对于维持荒漠地区的生态平衡起着关键的作用。气孔是植物叶片与外界进行气体交换和散失水分的主要通道。气孔张开的程度即气孔导度，是影响植物光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的主要因素。为了探究胡杨叶片的气孔限制情况，某研究团队在胡杨的生长季7月测定了相关因素，实验结果如图所示。
回答下列问题：
（1）胡杨叶片形态多变，在叶肉细胞中能够进行频繁的气体交换，其中能够发生在叶肉细胞生物膜上的是_____。
A．O2的产生 B．CO2的产生 C．O2的消耗 D．CO2的消耗
（2）在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降了，请从两个角度分析胞间CO2浓度下降的原因 。
（3）在晴朗的中午，植物光合作用会持续减弱，主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物气孔限制作用是指气孔导度减小，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的 过程，导致光合作用速率降低；植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性 ，最终使叶片的光合作用能力减弱。研究人员发现，在此时，植物的气孔限制作用占主导地位，出现这种现象的生理意义是 。
【答案】（1）A；C
（2）一是大气CO2浓度正在逐步减少，进入胞间CO2减少；二是叶片的净光合速率升高，使叶片胞间CO2被加剧消耗。
（3）暗反应；降低；在晴朗的中午，光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过强，植物通过关闭气孔来减少水分的散失，因此气孔限制作用更大
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)胡杨叶片形态多变，在叶肉细胞中能够进行频繁的气体交换：
A、O2的产生是光反应过程水的光解，场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；
B、CO2的产生是细胞有氧或无氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质或细胞质基质，B错误；
C、O2的消耗是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C正确；
D、CO2的消耗是光合作用的暗反应过程，场所是叶绿体基质，D错误。
故答案为：AC。
(2)在上午8：00~10：00，胡杨叶片气孔导度增大，但胞间CO2浓度却下降了，主要有两个方面的原因，一是大气CO2浓度正在逐步减少，进入胞间CO2减少；二是叶片的净光合速率升高，使叶片胞间CO2被加剧消耗。
(3)二氧化碳是光合作用暗反应的原料，植物气孔限制作用是指气孔导度减小，使CO2吸收减少，直接影响光合作用的暗反应过程，导致光合作用速率降低；温度影响酶的活性，植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高，导致相关酶的活性降低，最终使叶片的光合作用能力减弱。在晴朗的中午，光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过强，植物通过关闭气孔来减少水分的散失，因此在晴朗的中午时，气孔限制作用更大，植物的气孔限制作用占主导地位。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADpH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADpH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADpH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADpH中的化学能转移动糖类等有机物中。
四、培优
17．（2022高二上·杭州期末）将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果如图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）
回答下列问题：
（1）光照强度直接影响光合作用过程中的 。
（2）CO2进入叶肉细胞后，首先与 结合而被固定，固定产物的还原需要 提供能量。
（3）光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是 ；在10～14×102μmol·m-2·s-1的强光下，转基因水稻光合速率大的主要原因是 。
【答案】（1）光反应
（2）五碳糖（“RuBP”也给分）；NADPH和ATP
（3）光照强度；转基因水稻内PEPC酶能增大气孔导度，导致碳反应所需的二氧化碳增多，提高了水稻在强光下的光合速率
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光反应需要光，暗反应不需要光，因此植光照强度直接影响光合作用过程中的光反应。
(2)光合作用的暗反应中，进入植物细胞内的CO2首先被C5固定成为C3，C3再被光反应提供的ATP和NADPH还原。
(3)分析题图曲线可知，当光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，随光照强度增加，气孔导度和光合作用速率增强，说明影响光合作用的因素主要是光照强度。
分析题图曲线可知， 在10～14×102μmol·m-2·s-1的强光下，转基因水稻较普通水稻的气孔度大，其原因为转基因水稻导入了PEPC酶的因素，说明转基因水稻内PEPC酶能增大气孔导度，导致碳反应所需的二氧化碳增多，提高了水稻在强光下的光合速率，因此转基因水稻在强光照下光合速率比原种水稻大。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、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。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用，水影响气孔的开关，从而影响CO2的供应。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
18．（2022高二上·吉首月考）土壤盐渍化严重制约了作物的栽培生产，降低了作物所产生的经济效益。国内某团队从离子平衡和光合作用两方面着手，研究在NaCl胁迫下ABA处理对香椿幼苗的生理响应。将大小、长势相同的香椿幼苗随机分为甲、乙、丙、丁4组，培养在相应培养液中，实验处理和结果如下表所示。
处理 光合作用参数变化 叶中离子质量分数
气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） Na+ Mg2+
甲组 0.17 9.05 0.49 1.53
乙组 0.068 1.50 1.20 1.20
丙组 0.10 3.27 1.08 1.18
丁组 0.12 6.53 0.63 1.38
注：①甲组：完全营养液；
乙组：完全营养液+150 mmol/L NaCl；
丙组：完全营养液+150 mmol/L NaCl+1μmol·L-1ABA；
丁组：完全营养液+150 mmol/L NaCl+10 μ mol·L-1ABA。
②气孔导度表示的是气孔张开的程度，气孔导度越大，表示气孔张开的程度越大。
回答下列有关问题：
（1）NaCl胁迫条件下，香椿幼苗从培养液中吸收水分的方式是 （填“被动运输”或“主动运输”）。水在光合作用中的生理作用有 （答出两点即可）。
（2）研究发现，ABA可以调控叶肉细胞向胞外排出Na+和向液泡内富集Na+等生理过程，以降低Na+对细胞中酶活性降低的影响，这体现了生物膜 的功能。（答出两点即可）。
（3）由表中“光合作用参数变化”数据分析可知：①与甲组相比，乙组净光合速率减小，最可能的原因是 ；②ABA处理对香椿幼苗光合作用的影响是 （答出两点）。
（4）有同学认为NaCl胁迫下，香椿幼苗光合作用速率下降可能还与其叶绿素含量下降有关。该同学提出该解释的依据 。
【答案】（1）被动运输；作为光合作用的原料；运输光合作用所需物质和产物；为光合作用的进行提供液体环境
（2）具有控制物质进出细胞；将膜内外环境分隔开
（3）与甲组相比，乙组香椿幼苗的气孔导度下降，导致CO2吸收减少，使CO2固定、还原并转化为有机物的速率下降；ABA能部分缓解盐胁迫对香椿幼苗光合作用的抑制作用；在一定浓度范围内，随ABA浓度增大，缓解作用逐渐增强
（4）NaCl胁迫后，叶中Mg2+质量分数下降，ABA处理后，叶中Mg2+质量分数升高；Mg2+是叶绿素的组成元素，叶中Mg2+质量分数与净光合速率呈正相关
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；被动运输
【解析】【解答】根据题意可知，该实验研究在NaCl胁迫下ABA处理对香椿幼苗的生理效应，通过表中数据分析可知，甲组为空白对照组，乙组为NaCl胁迫下的对照组，丙组和丁组为不同浓度的ABA处理下的实验组。与甲组相比，乙组香椿幼苗的气孔导度下降，CO2吸收减少，CO2固定、还原并转化为有机物的速率下降，因此乙组净光合速率降低；与乙组相比，丙组、丁组香椿幼苗的净光合作用速率均升高，但均小于甲组，说明ABA能部分缓解盐胁迫对香椿幼苗光合作用的抑制作用；乙组、丙组、丁组香椿幼苗的净光合速率逐渐升高，说明在一定浓度范围内，随ABA浓度增大，其缓解作用逐渐增强。
（1）水进出细胞的方式是自由扩散或协助扩散，属于被动运输。水在光合作用中作为原料参与光反应，细胞中的自由水可以运输光合作用所需物质和产物，为光合作用的进行提供液体环境。
（2）由“叶肉细胞向胞外排Na+和向液泡内富集Na+”可知，生物膜具有控制物质进出细胞的功能；
由“液泡内富集，以降低Na+对细胞中酶活性降低的影响”可知，将Na+限定在小的区室（液泡中）可以降低Na+危害，体现了生物膜具有将膜内外环境分隔开的功能。
（3）分析表中光合作用参数变化数据可知：
①与甲组相比，乙组香椿幼苗的气孔导度下降，CO2吸收减少，CO2固定、还原并转化为有机物的速率下降，因此乙组净光合速率降低；
②与乙组相比，丙组、丁组香椿幼苗的净光合作用速率均升高，但均小于甲组，说明ABA能部分缓解盐胁迫对香椿幼苗光合作用的抑制作用；乙组、丙组、丁组香椿幼苗的净光合速率逐渐升高，说明在一定浓度范围内，随ABA浓度增大，其缓解作用逐渐增强。
（4）由表中数据可知，盐胁迫后，叶中Mg2+质量分数下降；ABA处理后，叶中Mg2+质量分数升高；Mg2+是叶绿素的组成元素，叶中Mg2+质量分数与净光合速率呈正相关，因此可以认为香椿幼苗光合作用速率下降的可能原因还有其叶绿素含量下降。
【分析】一、比较物质进出细胞方式的不同
物质类别 出入细胞方式 物质转运方向 载体蛋白 耗能
离子和小分子物质 被动运输 自由扩散 高浓度→低浓度 不需要 不耗能
协助扩散 需要
主动运输 低浓度→高浓度
颗粒和大分子物质 胞吞 细胞外→细胞内 不需要 耗能
胞吐 细胞内→细胞外
二、细胞膜的功能：
(1)将细胞与外界环境分开，保障了细胞内部环境的稳定；
(2)控制物质进出细胞；
(3)进行细胞间的物质交流：①化学物质传递(如激素、递质)；②通道传递(如胞间连丝)；③接触传递(如精卵结合、靶细胞与效应T细胞接触)。
三、影响光合作用强度的因素
(1)外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素 产生的影响 影响过程
光照强度 影响水的光解产生[H]，影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
(2)内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
19．（2022高三上·保定月考）景天属植物是一类肉质植物，景天酸代谢（CAM）首先就是在这类植物中发现的。景天属植物夜间气孔开放，将吸收的CO2固定在苹果酸中；白天气孔关闭，苹果酸分解释放CO2参与光合作用。下图1表示植物的CAM过程。据图回答下列问题：
（1）景天属植物中参与CO2固定的物质有 ；此类植物在夜晚吸收CO2但并不能合成淀粉，原因是 。
（2）夜间景天属植物细胞液的pH会下降，由图分析可知，主要原因是 。
（3）蝴蝶兰因其花姿优美、花色艳丽、花期长久而成为国际花卉市场最受欢迎的兰花之一，被誉为“洋兰皇后”。下图2表示蝴蝶兰叶片的CO2吸收速率和苹果酸等有机酸含量的昼夜变化情况。据图推测，蝴蝶兰 （填“存在”或“不存在”）CAM途径，判断依据是 。
（4）景天酸代谢是植物适应环境的一种体现。具有CAM过程的植物通过改变其代谢途径以适应 环境，这种代谢途径可以使景天属植物在白天 ，从而保证其生命活动能正常进行。
【答案】（1）PEP和C5；夜晚没有光，植物不能进行光反应，无法为暗反应提供NADPH和ATP，所以只是对CO2暂时固定，并不会生成糖类等有机物
（2）夜间该植物细胞固定CO2产生了苹果酸，并储存在液泡中
（3）存在；由图可知，蝴蝶兰叶片吸收CO2主要发生在夜间，白天吸收CO2较少（或白天CO2吸收速率较低，夜晚CO2吸收速率较高）；蝴蝶兰叶片白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，符合CAM植物的光合特性
（4）干旱；降低蒸腾作用，减少水分散失
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）据图可知，景天属植物中参与CO2固定的物质有PEP和C5；植物的暗反应过程包括光反应和暗反应过程，光反应可为暗反应提供NADPH和ATP，由于夜晚没有光，植物不能进行光反应，无法为暗反应提供NADPH和ATP，所以只是对CO2暂时固定，并不会生成糖类等有机物。
（2）据图可知，夜间该植物细胞固定CO2产生了苹果酸，并储存在液泡中，故夜间景天属植物细胞液的pH会下降。
（3）由图可知，蝴蝶兰叶片吸收CO2主要发生在夜间，白天吸收CO2较少（或白天CO2吸收速率较低，夜晚CO2吸收速率较高）；蝴蝶兰叶片白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，符合CAM植物的光合特性，故据图推测，蝴蝶兰存在CAM途径。
（4）景天酸植物在白天气孔关闭，可减少水分的散失，故具有CAM过程的植物通过改变其代谢途径以适应干旱环境；这种代谢途径可以使景天属植物在白天降低蒸腾作用，减少水分散失，从而保证其生命活动能正常进行。
【分析】1、分析图1：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中；图2白天中午气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用的暗反应。
2、光合作用：
（1）光反应阶段：水光解产生[H]和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。
（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H]的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和 Pi。
20．（2022高三上·江苏月考）植物A有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中（如下图一所示）；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用（如下图二所示）。植物B的CO2同化过程如下图三所示，请回答下列问题：
（1）植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测植物A的生活环境可能是 。植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成（CH2O）的原因是缺乏暗反应必需的 ；白天植物A进行光合作用所需的CO2是由 和 释放的。
（2）在上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量的变化分别是 ，原因是 。
（3）研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的桃树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况。据下图回答问题：
①由图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量 ，判断依据是 。
②大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因 。
【答案】（1）炎热干旱；ATP、NADPH；苹果酸（脱羧作用）；细胞呼吸
（2）基本不变、降低；上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A由于气孔关闭，不从环境中吸收CO2，由苹果酸分解产生CO2而生成的C3含量基本不变；而植物B吸收的CO2减少，CO2的固定减弱，而C3的消耗量几乎不变，故而细胞中C3的含量降低。
（3）减少；图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加；既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】（1）植物A的气孔在白天关闭，晚上开放，而气孔的开闭与蒸腾作用有关，据此推测植物A可能生活在炎热干旱的环境中；植物A夜晚不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP、NADPH，所以吸收的CO2不能合成（CH2O）；白天植物A进行光合作用所需要的CO2由苹果酸经脱羧作用释放和细胞呼吸产生。
（2）在上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A由于气孔关闭，不吸收CO2，苹果酸分解产生CO2，C3的含量基本不变；而植物B吸收的CO2减少，CO2的固定减弱，而C3的消耗量几乎不变，故而细胞中C3的含量降低。
（3）①据图分析，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量减少，判断依据是干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加。②“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、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。
21．（2022高三上·佛山月考）盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制，气孔限制是指气孔导度下降，CO2供应不足，非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均一的春小麦幼苗分组，实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl溶液，在适宜条件培养一周后，测定春小麦幼苗的光合特性，实验结果如下。
处理 光合速率（CO2)（μmol·m-2·s-1） 叶绿素（mg·g-1） 气孔导度（μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·m-2·s-1）
对照组 3.17 1.30 244.49 435.19
25mmol-L-1 NaCl 2.63 1.37 221.30 46806.
100mmol - L-1 NaCl 2.12 1.37 208.46 473.75
200mmol·L-1 NaCl 1.31 1.28 95.09 475.07
回答下列问题：
（1）春小麦幼苗叶片的叶绿素分布在 上，在光反应中，可将光能转化为 中的化学能。
（2）对照组的处理是 ，200mmol·L－l NaCl处理组的气孔导度比100mmol·L－l NaCl处理组的气孔导度明显降低，但两组的胞间CO2浓度并无显著差异，据表分析原因可能是 。对200mmol·L－l NaCl处理组喷施促进气孔开放的细胞分裂素 （填“能”或“不能”）提高光合速率。
（3）100mmol·L－l NaCl处理组的叶绿素含量高于对照组，净光合速率却低于对照组，限制其净光合速率的是 （填“气孔限制”或“非气孔限制”），据表分析理由是 。
【答案】（1）类囊体薄膜；ATP、NADPH
（2）添加等量的植物营养液；200mmol·L－l NaCl处理组叶片的叶绿素含量降低，光反应速率降低，生成的ATP、NADPH减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO2的吸收利用减少；不能
（3）非气孔限制；100mmol·L－l NaCl处理组的胞间CO2浓度高于对照组，说明CO2供应充足
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）绿色植物的叶绿素分布在类囊体薄膜上，可以吸收、传递、转化光能；在光反应中，可将光能转化为ATP、NADPH中的活跃的化学能。
（2）分析题意，本实验的自变量为不同浓度NaCl溶液，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故对照组的处理是添加等量的植物营养液（NaCl浓度为0）；对比200mmol L-lNaCl处理组与100mmol L-lNaCl处理组，前者气孔导度明显降低，叶绿素含量较低，净光合速率减慢，但两组的胞间CO2浓度并无显著差异，其原因可能是200mmol L-lNaCl处理组叶片的叶绿素含量降低，使得光反应速率降低，生成的ATP、NADPH减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO2的吸收利用减少；限制200mmol L-lNaCl处理组净光合速率的并不是胞间CO2浓度或气孔导度，即该浓度的盐胁迫属于非气孔限制，故喷施促进气孔开放的细胞分裂素不能提高光合速率。
（3）100mmol L-lNaCl处理组与对照组相比较，叶绿素含量高于对照组，胞间CO2浓度更高，说明CO2供应充足，但净光合速率低于对照组，说明限制其净光合速率的是非气孔限制。
【分析】（1）吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜 上和叶绿体基质中。
（2）光合作用的过程：
①阶段Ⅰ是光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行；
阶段Ⅱ是暗反应阶段，在叶绿体基质中进行。
②A是H2O，B是O2，C是[H]，D是ATP，E是CO2，F是C3，G是(CH2O)。
③光反应阶段物质转化：水的光解：2H2O→4[H]＋O2；ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATP。
能量转换： 光能 → ATP中活跃的化学能 。 [H]的实质是NADPH(还原型辅酶Ⅱ) 。
④暗反应阶段物质转化：CO2固定：CO2＋C5→2C3；C3的还原：2C3→(CH2O)＋C5＋H2O。
能量转换：ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
⑤光合作用过程中的能量转换过程是光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 。
⑥光反应为暗反应提供大量的[H[和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi 。
22．（2022高二上·温州月考）夏腊梅是一种濒危植物，图1表示该夏腊梅光合作用某阶段的过程，其中英文字母表示物质成分。为研究气候变暖对夏腊梅生长的影响，实验室通过模拟三种增温模式（仅夜间增温、仅白天增温、全天增温），观测夏腊梅代谢活动的变化，实验结果如图2，其中气孔导度越大，气孔开启程度越大。
（1）图1中，该阶段进行的场所是 。其中物质B为碳反应提供 。ATP的形成需要 浓度梯度提供分子势能。叶绿素主要吸收的光为 。
（2）图2中，三种增温模式处理后与处理前相比，光合速率均增加。适度增温可促进 合成，提高光能捕获效率，加快光反应速率，从而提高光合速率。除此之外，适当增温还能引起哪些变化来增加光合速率 。（答2点即可）
（3）夜间增温处理后与处理前相比，有机物含量减少，为什么 。
【答案】（1）叶绿体的类囊体膜（光合膜）；氢（或“能量和还原剂”或“H+和电子”或“氢和能量”）；H+（氢离子）；红光和蓝紫光
（2）叶绿体色素（或光合色素）；适度增温，气孔导度增加，叶片中CO2浓度增加；适度增温能升高酶活性，提高光合速率。
（3）提高呼吸酶活性，增大了夏腊梅夜间的呼吸速率，全天有机物消耗量增加，有机物含量减少（答出“增大了夏腊梅夜间的呼吸速率”就得分）
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】（1）由图示1可知，该生理过程为光合作用的光反应阶段，此阶段的场所是叶绿体的类囊体膜，其中物质B为碳反应提供氢和能量；通过图示可以发现ATP的形成需要 H+浓度梯度提供分子势能；叶绿素主要吸收的光为红光和蓝紫光；
故填： 叶绿体的类囊体膜（光合膜）； 氢（或“能量和还原剂”或“H+和电子”或“氢和能量”）； H+（氢离子） ； 红光和蓝紫光 。
（2）由图2可知， 三种增温模式处理后与处理前相比，光合速率均增加。适度增温可促进叶绿体色素合成，提高光能捕获效率，加快光反应速率，从而提高光合速率，除此之外，适当增温，可以使气孔开放度增加，而且光合作用的相关的酶的活性也会相应增加，进而提高光合速率；
故填：叶绿体色素（或光合色素） ； 适度增温，气孔导度增加，叶片中CO2浓度增加；适度增温能升高酶活性，提高光合速率。
（3）夜间增温，对光合作用影响甚微，但是缺提高了呼吸作用的酶的活性，会加大光合作用积累的有机物的消耗，在光合作用不变的情况下，呼吸作用消耗的有机物增加，最终的有机物的含量会减少；
故填：提高呼吸酶活性，增大了夏腊梅夜间的呼吸速率，全天有机物消耗量增加，有机物含量减少 。
【分析】（1）光合作用的过程如下：
①光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行；暗反应阶段，在叶绿体基质中进行。
②光反应为暗反应提供大量的[H[和ATP；暗反应为光反应提供 ADP、Pi 。
③[H]和ATP的移动方向类囊体薄膜→叶绿体基质 。
④光合作用的光反应合成ATP，暗反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于暗反应。
（2）净光合速率和真正光合速率
光合速率是光合作用固定二氧化碳的速率。即单位时间单位叶面积的二氧化碳固定（或氧气释放）量。也称光合强度。
①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
④净产氧量=总产氧量-呼吸耗氧量。
⑤净生产葡萄糖量=实际生产葡萄糖量-呼吸消耗葡萄糖量。
⑥实际消耗二氧化碳量=实测的二氧化碳量+呼吸作用二氧化碳释放量。
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