《直通名校》第一部分 专题二 大题突破（一）　细胞代谢类（课件）-高考生物大二轮专题复习

(共74张PPT)
大题突破（一）　细胞代谢类
典｜例｜示｜范
（2024·山东高考21题）从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型
相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变
体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶
活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测
结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其
中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气
孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2浓度 （μmol CO2·mol－1） 野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度（mol H2O·m－2·s－1） 野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
（1）光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质
有 　　　　　　　　　　　　。结合细胞分裂素的作用，据图分
析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野
生型相比，开花14天后突变体的光饱和点 　　　　（填“高”或
“低”），理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分
析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是 　　　　　　　　　　　。
【解题思路】
1. 因果推理[第（1）小题]
2. 逻辑推理[第（2）小题]
3. 因果推理[第（3）小题]
答案：（1）ATP、NADPH　突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂
素能促进叶绿素的合成　（2）高　突变体气孔导度大、胞间CO2浓度
低；固定的CO2能力强　（3）突变体蔗糖转化酶活性高于野生型；更
多的蔗糖分解成单糖，运输到籽粒的蔗糖少于野生型
同｜向｜题｜组
1. （2024·广东广州模拟）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后
（如图），测定相关指标（如表），探究遮阴比例对植物生长的影响。
组别 遮阴比例/％ 叶绿素含量/（mg·dm
－2） 净光合速率/
（μmolCO2·m－2·s－1）
A 0 4.2 11.8
B B1：0 5.3 20.5
B2：100 3.9 7.0
C 100 4.7 8.6
（1）本实验的自变量为 ，因变量的观测指标有
。
解析： 自变量是人为控制不一样的条件，结合表格可知，本实验的自变量为遮阴比例，因变量的观测指标有叶绿素含量、净光合速率。
遮阴比例
叶绿素
含量、净光合速率
（2）依据实验结果可推测 组玉米产量可能更高，可在收获后分别
测量 进行验证。
解析： 依据实验结果可推测B组玉米产量可能更高，因为其净光合速率最大，可在收获后分别测量各组玉米籽粒的平均重量进行验证。
B
各组玉米籽粒的平均重量
（3）某兴趣小组为验证C组的叶绿素含量升高，需要分析玉米植株遮阴
处理后光合色素含量的变化，应以 组为对照，请设计实验
验证这种差异（简要写出实验思路）

。
A
实验思路：取等量A、C两
组玉米叶片若干，记为A、C两组，分别提取和分离两组叶片中的
光合色素，比较两组叶片中叶绿素含量的多少
解析： 某兴趣小组为验证C组的叶绿素含量升高，需要分析玉米植株遮阴处理后光合色素含量的变化，应以A组（A组处于正常条件下）为对照，验证这种差异的实验思路为：取等量A、C两组玉米叶片若干，记为A、C两组，分别提取和分离两组叶片中的光合色素，比较两组叶片中叶绿素含量的多少。
（4）基于实验现象及结果，提出一个科学问题：

？
解析： 基于实验现象及结果，可以提出的问题为：提高玉米产量的最适遮阴比例是多少？（或为什么B2组叶绿素含量和净光合速率最低？）
提高玉米产量的最
适遮阴比例是多少（或为什么B2组叶绿素含量和净光合速率最
低）
2. （2024·安徽安庆三模）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天分别测定植物的净光合速率，结果如图1、图2和图3所
示。回答下列问题。
注：曲线1为甲对照组，曲线2为乙对照组，曲线3为甲实验组，曲线4为乙实验组。
（1）光照时，叶绿体类囊体膜上的色素能够捕获光能，将其转化为
ATP和 中的化学能，这些化学
能经 阶段释放并转化为糖类中的
化学能。
解析： 在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获
后，转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP
和NADPH中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。
NADPH（或还原型辅酶Ⅱ）
暗反应（或卡尔文循环）
（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
。
解析： 据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时
间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较
小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影
响越小。
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）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
。
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
解析： 据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲
线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的
净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光
合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长
时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭
氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
（4）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶
绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。
实验思路：



。
预期结果：
。
将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两
组，两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗中处理一段时间），甲
组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，
一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，脱绿后
制作成匀浆，分别加入碘液后观察
甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出
现，无淀粉产生
解析： 要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体
提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良好且相同的植物叶
片分为甲、乙两组，两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗中处理
一段时间），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同
的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的
叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。预期的结
果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉
产生。
大题突破强化练
1. （2024·江西南昌三模）中国科学院天津工业生物技术研究所首次在实
验室实现了二氧化碳到淀粉的合成。下图为植物的光合作用过程和人工
合成淀粉过程。
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（1）人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为
。
解析： 分析图可知，人工合成淀粉的过程中将光能先转化为
电能，随后再转化为有机物中的化学能。
（2）图示的①过程相当于植物光合作用的 阶段，②过程相
当于植物光合作用的 过程。
解析： 图示的①过程进行水的光解，相当于植物光合作用的
光反应阶段，②过程固定二氧化碳，形成有机物，即②过程相当
于植物光合作用的暗反应过程中的CO2的固定。
光能→电能→化
学能
光反应
CO2的固定
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（3）中间体C6能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处
有 。
解析： 分析图可知，中间体C6在细胞质基质中首先被分解，
其释放的能量一部分合成ATP，一部分以热能形式散失。
（4）固定等量的CO2，人工合成途径与绿色植物相比积累的淀粉含
量 ，原因是
。
解析： 固定等量的CO2，人工合成途径与绿色植物相比积累
的淀粉含量高，因为人工合成途径无细胞呼吸消耗有机物，而植
物呼吸作用消耗有机物。
合成ATP，以热能形式散失
更高
植物呼吸作用消耗有机物，人工合成中没
有呼吸作用消耗有机物
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（5）若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前人类面临
的哪些生态环境问题？
（至少写
出两点）。
解析： 若该技术未来能够大面积推广应用，那么可以不需要
生产者就能固定太阳能合成淀粉等有机物，这样能节约大量的耕
地和淡水资源，同时也能减少因农药、化肥的使用带来的环境污
染，还能缓解温室效应等。
能节约大量的耕地和淡水资源；减少因
农药、化肥的使用带来的环境污染；缓解温室效应等
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2. （2024·山东济宁二模）番茄体内存在如图所示的两条电子传递途径，
其中，PS Ⅰ、PS Ⅱ是由光合色素和蛋白质构成的复合体。RCA是Rubisco
的激活酶，Rubisco催化CO2的固定。在高温胁迫下，RCA的活性被抑
制，进而降低Rubisco活性，导致光反应吸收的过剩能量激发活性氧
（ROS）过量合成，ROS能使PS Ⅱ失活。回答下列问题。
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（1）番茄叶绿体中的色素在层析液中溶解度最低的是 。适
宜环境温度下，PS Ⅱ受光激发将水分解为 ，同
时产生电子（e－）；环式电子传递的发生会导致NADPH/ATP的
值 。（填“变大”“变小”或“基本不变”）
解析： 番茄叶绿体中的色素在层析液中溶解度最低的是叶绿
素b，适宜环境温度下，PS Ⅱ受光激发将水分解为O2和H＋，同时
产生电子（e－）；由图可知，环式电子传递不发生H2O的氧化，
不形成NADPH，导致NADPH/ATP的值变小。
叶绿素b
氧（O2）和H＋
变小
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（2）科研人员利用野生型番茄植株进行了以下实验，在实验第3天时测
得相关实验数据如下表所示：
组别 温度 气孔导度 净光合速率（μmol·m－2·s－1） 胞间CO2 浓度
（ppm） Rubisco酶活
性（U·mL－1）
甲 25 ℃ 99.2 11.8 282 172
乙 40 ℃ 30.8 1.1 403 51
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从光合作用的过程分析，40 ℃时光合速率较低的原因是

（答出两点即可）。
解析： 分析表中数据可知，造成其光合速率较低的内部因素
可能是酶的活性降低、类囊体结构破坏；表中数据显示，高温胁
迫下番茄植株RCA酶活性下降，暗反应速率下降，光反应产生的
ATP和NADPH的剩余量增加，抑制光反应；同时光能过剩导致活
性氧的大量积累，进而破坏PSⅡ且抑制其修复，故高温胁迫下番
茄植株光反应速率减慢。
使
Rubisco酶活性下降，暗反应速率降低；使PS Ⅱ失活，光反应速率
降低
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（3）提出一个利用生物技术工程缓解高温胁迫对Rubisco活性影响的方
案： 。
解析： 依题意，Rubisco活性受到Rubisco活化酶（RCA）的
调节，RCA活性易受高温胁迫抑制。根据结构和功能相适应的观
点，可运用蛋白质工程技术改变RCA的结构，从而提高其热稳定
性，使其结构在高温环境中更具稳定性，从而缓解高温胁迫对光
合能力和作物产量的影响。
运用蛋白质工程技术提高RCA的热稳定性
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3. （2024·广东茂名三模）植物遭受低温胁迫会产生活性氧（ROS），
ROS对蛋白质、膜脂和色素分子都有破坏作用，在光能过剩的条件下容
易使光反应速率和光合速率降低，出现光抑制现象，而过氧化物歧化酶
（SOD）能清除ROS。为研究植物生长调节剂甲对水稻幼苗光抑制的影
响，实验小组开展了四组实验，处理方法为第①组：低温＋清水，第②
组：低温＋甲溶液，第③组：常温＋甲溶液，第④组为对照组。定期检
测水稻幼苗的净光合速率和SOD活性的变化情况，结果如图所示。回答
下列问题：
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（1）实验过程中，需要给予水稻幼苗 （填“低”“适宜”或
“高”）光照。第④组的处理方法为 。
解析： 分析题意，本实验目的是研究植物生长调节剂甲对水
稻幼苗光抑制的影响，而在光能过剩的条件下容易使光反应速率
和光合速率降低，出现光抑制现象，故实验过程中，需要给予水
稻幼苗高光照；实验目的是研究植物生长调节剂甲对水稻幼苗光
抑制的影响，自变量是温度、调节剂的有无及处理时间，因变量
是植物生长情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，由于第
①组：低温＋清水，第②组：低温＋甲溶液，第③组：常温＋甲
溶液，第④组为对照组，推测第④组的处理方法为常温＋清水。
高
常温＋清水
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（2）低温胁迫诱发光抑制的植物的CO2固定速率降低，原因可能
是 ；

。
解析： 二氧化碳是暗反应的原料，生化反应的进行需要酶的
催化，且暗反应的进行需要光反应产物参与，低温胁迫诱发光抑
制的植物的CO2固定速率降低，原因可能是：低温会降低CO2固定
相关酶的活性；光抑制会降低光反应速率，使产生的ATP和
NADPH减少，C5的产生量减少。
低温会降低CO2固定相关酶的活性
光抑制会降低光反应速率，使产生的ATP和NADPH减少，C5的
产生量减少
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（3）结合实验结果分析，植物生长调节剂甲可 水稻幼苗的光
抑制，其影响光抑制的机理是
。
解析： 第①组是低温＋清水，第②组是低温＋甲溶液，两组
的自变量是甲溶液的有无，据图可知，第②组的净光合速率＞第
①组，说明植物生长调节剂甲可缓解水稻幼苗的光抑制，且折线
图中第②组的SOD活性高于第①组，其影响光抑制的机理是：植
物生长调节剂甲能提高SOD的活性，清除ROS，减少ROS对光合
色素的破坏。
缓解
植物生长调节剂甲能提高SOD的
活性，清除ROS，减少ROS对光合色素的破坏
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4. （2024·广东珠海三模）间作是指同一块土地上，同一生长期内分行相
间种植两种或两种以上的作物。为探究间作对玉米光合作用的影响，研
究人员做了相关研究：对照组只种植玉米（单作），实验组2行玉米和4
行花生间作，结果见表和图。
处理 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素
（mg/g） Fm Fv/Fm
单作 3.86 0.46 363.52 0.784
间作 3.95 0.49 351.15 0.784
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（1）叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的 光，吸收的
光可促进光反应产生 ，用于暗反应。
解析： 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的蓝紫光，吸收的光可促进光反应过程中水的光解和ATP的合成，产生的ATP和NADPH可用于暗反应。
蓝紫
ATP和NADPH
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（2）已知叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜
素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏两大功能，Fm可衡量光
能传递情况，与光能传递效率呈正比，Fv/Fm可衡量光能转化效
率。据表推测，间作提高了玉米对强光的利用能力的原因包
括

（回答两点）。
叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，间作提高了玉米对
强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化；类胡萝卜素含量
升高，Fm降低，减少强光对植物的破坏
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解析： 由表格数据可知，间作条件下，叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏两大功能，同时Fm降低，减少光能传递。间作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化，同时减少强光对植物的破坏。
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（3）实验表明，间作不仅明显提高玉米净光合作用，还促进了籽粒的
生长。结合如图，写出判断依据：

。
解析： 由图可知，间作
条件下总干物质量大于单作总
干物质量，且单作和间作茎叶
干物质相同，使更多的有机物
运输到籽粒，促进籽粒生长。
间作条件下总干物质量大于
单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机
物运输到籽粒，促进籽粒生长
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（4）为进一步优化间作对农业生产中的应用，请提出一个新的研究课
题 。
解析： 为进一步优化间作对农业生产中的应用，可研究不同植物间的间作模式。
研究不同植物间的间作模式
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5. （2024·山东日照二模）植物气孔导度可以影响光合作用。科研人员以
某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物气孔导度以及光合作
用的影响，实验结果如下表（表中数据为相对值）。
处理 气孔导度 胞间CO2浓度 光合速率
白光 1 1 1
蓝光 1.71 0.57 1.42
红光 0.64 0.78 0.85
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（1）绿色植物叶肉细胞中的叶绿体能捕获光能、进行光合作用的结构
基础是其含有与光合作用有关的 。叶绿体将捕获的
光能转化为 中的化学能，供暗反应阶段利用。
解析： 绿色植物叶肉细胞中的叶绿体能捕获光能、进行
光合作用的结构基础是其含有与光合作用有关的色素和酶，叶
绿体将捕获的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，供暗反
应阶段利用。
色素和酶
ATP和NADPH
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（2）由实验结果可知，不同光质对气孔导度的影响情况是
。
相对于红光处理组，蓝光处理组的胞间CO2浓度较低，据表分
析，其主要原因是 。
解析： 由实验结果可知，不同光质对气孔导度的影响情
况是蓝光促进气孔开放，红光抑制气孔开放，蓝光处理组的胞
间CO2浓度较低，据表分析，其主要原因是光合速率大，消耗
的CO2多。
蓝光促进
气孔开放，红光抑制气孔开放
光合速率大，消耗的CO2多
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（3）研究人员对获得的该高等绿色植物的突变体A进行研究发现，在
弱光条件下，突变体A的气孔导度高于野生型，但突变体A的光合
速率与野生型基本相同，推测出现该现象的原因可能是
。
解析： 在弱光条件下，突变体A的气孔导度高于野生型，但
突变体A的光合速率与野生型基本相同，推测出现该现象的原因
可能是弱光下限制光合速率的因素主要是光照强度，而不是CO2
浓度。
弱光下
限制光合速率的因素主要是光照强度，而不是CO2浓度
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6. （2024·河南郑州模拟）绿萝是一种常见的室内观赏植物，如图为绿
萝在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请据图回答下
列问题：
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（1）当绿萝处于M点时，叶肉细胞内合成ATP的场所有
，
若长时间处于M点，绿萝干重将 （填“增加”“不变”
或“减少”）。
解析： M点为光补偿点，此时植株的细胞呼吸速率与光合速
率相等，细胞呼吸过程中，细胞质基质和线粒体中均会产生
ATP，光合作用时，叶绿体中会产生ATP。在光补偿点时，植株的
净光合速率为0，因此植株干重不变。
细胞质基质、
线粒体、叶绿体
不变
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（2）根据题图，6：30时80％遮光处理下，绿萝的净光合速率小于0，
而不遮光和30％遮光处理下绿萝的净光合速率大于0，请推测其原
因是

；
栽培绿萝时选择 （填“不遮光”“30％遮光”或
“80％遮光”）处理条件更有利于其生长。
6：30时光照强度较弱，80％遮光处理下绿萝进行光合作用
能利用的光能更少，影响光反应速率进而影响光合作用速率，导
致呼吸速率大于光合速率
30％遮光
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解析： 6：30时光照强度较弱，80％遮光处理下绿萝进行光
合作用能利用的光能更少，影响光反应速率进而影响光合作用速
率，导致呼吸速率大于光合速率。根据题图信息可知，绿萝在30
％遮光条件下净光合速率最高，更有利于其生长。
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（3）12：30时，30％遮光条件下绿萝的净光合速率比不遮光条件下的
大，甲同学猜测适当遮光会导致叶绿素含量升高，为验证该猜
想，请帮助甲同学写出实验思路：

。
解析： 探究适当遮光会导致叶绿素含量升高，可通过设置对
照实验进行验证，即取等量30％遮光和不遮光处理24 h的叶片，
提取并分离绿叶中的色素，比较两者的叶绿素含量。
取等量30％遮光和不遮光处
理24 h的叶片，提取并分离绿叶中的色素，比较两者的叶绿素含
量
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7. （2024·山东济南三模）大红袍枇杷是常绿植物。在华东地区某校园里
有一片大红袍枇杷果园，该校师生成立了兴趣研究小组，对大红袍枇杷
不同情况下的净光合速率进行了检测。
（1）研究小组检测了不同光照强度下的净光合速率，发现大红袍枇杷
的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测大红袍枇杷应为
（填“阴生”或“阳生”）植物。
解析： 大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测
大红袍枇杷应为阴生植物。
阴
生
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（2）每到冬季，植物大多落叶凋零。大红袍枇杷开出满树黄白色的
花，但干物质质量却不降反升，原因是

。
解析： 大红袍枇杷开出满树黄白色的花过程中，干物质质量
却不降反升，原因是大红袍枇杷为常绿植物，冬季也能进行一定
强度的光合作用，且温度低呼吸作用弱，有机物逐渐积累使干物
质量增加。
大红袍枇杷为常绿植
物，冬季也能进行一定强度的光合作用，且温度低呼吸作用弱，
有机物逐渐积累使干物质量增加
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（3）该研究小组分别在6月和11月晴朗的某一天检测了大红袍枇杷的净
光合速率，检测结果如下图所示，表示6月检测的应是
（填“图1”或“图2”），据图分析原因是


。
图1
6月光照强度和温度
远高于11月，光合作用较强，净光合作用强度要高很多；6月中午
因气温高，气孔关闭，光合速率降低，表现出明显的光合“午
休”现象
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解析： 6月检测大红袍枇杷的净光合速率的是图1，原因是6
月光照强度和温度远高于11月，光合作用较强，净光合作用强度
要高很多；6月中午因气温高，气孔关闭，光合速率降低，表现出
明显的光合“午休”现象。
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（4）大红袍枇杷于1月结幼果，2－3月进入果实膨大期，4－5月果实慢
慢成熟，6月采摘。研究小组在不同时间分别检测有果叶片和无果
叶片光合速率，结果如下表所示。由表推断，果实的存在能
（填“促进”或“抑制”）枇杷的光合速率，1－5月份，果
实对光合速率的影响幅度由大到小依次是 。请
从叶片光合作用角度分析，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影
响的内在机制最可能是
。
促
进
3、2、4、1、5
果实的发育需要叶片提供充足的营养物
质，避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制
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果实对枇杷光合速率的影响（单位：μmol·m－2·s－1） 叶片类型 1月 2月 3月 4月 5月
有果叶片 2.63 3.51 4.25 6.23 8.12
无果叶片 2.45 2.91 3.5 5.72 8.0
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解析： 据表分析，有果叶片的光合速率大于无果叶片的光合速率，推断果实的存在能促进枇杷的光合速率，1－5月份，有果叶片光合速率与无果叶片光合速率的差值分别是0.18 μmol·m－2·s－1、0.6 μmol·m－2·s－1、0.75 μmol·m－2·s－1、0.51 μmol·m－2·s－1、0.12 μmol·m－2·s－1，1－5月份，果实对光合速率的影响幅度由大到小依次是3、2、4、1、5，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是果实的发育需要叶片提供充足的营养物质，避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制。
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8. （2024·辽宁模拟）气孔是由一对保卫细胞（含有叶绿体）围成的孔
隙。大多数植物的气孔白天打开，晚上保持很小的开度。但在干旱条件
下，某些植物的气孔在白天会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭
合，称为“气孔振荡”。
（1）“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。这种适应性体现在：植物面临干旱条件
时，气孔关闭可以 ；气孔打开
可以 。
降低蒸腾作用，避免失水过多
保证CO2供应，使光合作用正常进行
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解析： “气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，
这种适应性体现在，植物面临干旱条件时，气孔关闭能降低蒸腾
作用强度，避免失水过多；气孔打开能保证二氧化碳供应，使光
合作用正常进行。
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（2）气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程，研究者利用拟南芥展开
了相关研究。
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①研究人员欲研究蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用及作用机
理，以光照12 h/黑暗12 h为光照周期进行实验，结果如图1、图2
所示：
本实验利用 （填“加法”或“减法”）原理控制实验变
量。结合图1、图2所示的结果分析，TOR激酶能促进光照条件下
保卫细胞中淀粉的迅速降解，保卫细胞渗透压 ，保卫细
胞 ，气孔打开。
减法
升高
吸水
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②研究发现，对于气孔开闭的调节，蔗糖与TOR激酶起到相同的作用。为确定蔗糖和TOR激酶之间的关系，将野生型拟南芥分为4组开展实验，检测光照后各组中淀粉降解酶BAM1的相对表达量。
组别 A B C D
蔗糖 － ＋ － ＋
TOR激酶抑制剂 － － ＋ ＋
注：“＋/－”分别表示“有/无”添加。
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比较各组数据，若淀粉降解酶BAM1的相对表达量大小表现
为： （填“＞”“＜或“＝”），
说明蔗糖通过促进TOR激酶活性进而促进淀粉降解，调节气孔
开闭。
解析： ①实验控制中的减法原理是设法排除某种因素对实验
对象的干扰，用TOR激酶抑制剂抑制TOR激酶的作用，是利用减
法原理控制实验变量；依据图1、图2信息可知，与TOR激酶抑制
剂处理组相比较，随着光照时间的延长，TOR激酶能促进光照条
件下保卫细胞中淀粉的迅速降解，导致保卫细胞渗透压升高，保
卫细胞吸水，气孔打开。
B组＞A组＞C组＝D组
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②依据题干信息，对于气孔开闭的调节，蔗糖与TOR激酶起到相同的作用，
由第①小问可知，TOR激酶能促进光照条件下保卫细胞中淀粉的迅速降解，
可推知，在加入蔗糖时，拟南芥细胞内淀粉降解酶BAM1的相对表达量会
增加，所以，若与A组相比，B组相对表达量更高，而C组与D组由于加入
了TOR激酶抑制剂，所以C组和D组拟南芥细胞内淀粉降解酶BAM1的相对
表达量无显著差异，均小于A组，因此，若淀粉降解酶BAM1的相对表达
量大小表现为：B组＞A组＞C组＝D组，则能证明蔗糖通过TOR激酶调节
淀粉代谢参与气孔运动，蔗糖与TOR激酶起到相同的调控作用。
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9. （2024·广东梅州二模）小麦是重要的粮食作物，体内制造并输出有
机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组织
器官被称为“库”。小麦在不同条件下的净光合速率如图所示。回
答下列问题：
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（1） （器官）是小麦最重要的“源”，“源”光合作用所制造
的有机物一部分用于自身的 ，另一部分输送至
“库”。
解析： 小麦的叶片是光合作用的主要场所，因此是小麦最重
要的“源”。制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，故
“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的呼吸作
用，一部分用于生长发育，其余部分运输至“库”。
叶
呼吸作用
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（2）由图可知，当CO2浓度为1 000 μL·L－1时，限制中光强下小麦光合
速率的环境因素有 。（填“光照强
度”“CO2浓度”或“光照强度和CO2浓度”）
解析： 根据图示分析可知，当环境条件为中光强和CO2浓度
为1 000 μL·L－1时，继续提高CO2浓度和光照强度，小麦的光合速
率继续升高，说明此时限制小麦光合速率的环境因素是光照强度
和CO2浓度。
光照强度和CO2浓度
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（3）籽粒是小麦开花后最重要的“库”。小麦开花后的10天左右，小
麦籽粒开始沉积淀粉粒，进入灌浆期。据此分析，灌浆后期小麦
叶片净光合速率明显下降的原因可能是

。
解析： 淀粉是光合作用的产物，而叶片是进行光合作用的主
要器官，因此籽粒中的淀粉主要是从叶运输过来的。灌浆后期，
从叶片运输至小麦籽粒的有机物降低，在叶肉细胞中积累后抑制
光合作用，使其净光合速率降低。
从叶片运输至小麦籽粒
的有机物降低，在叶肉细胞中积累后抑制光合作用，使其净光合
速率降低
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（4）氮是小麦生长的必需元素之一，可推测在小麦生长时施加氮
肥，有利于光合作用的进行。某小组拟开展实验验证该推测，
在小麦生长的拔节期进行相应操作，从小麦开花后开始测相应
数据，每周测一次，在开花后28天结束。请为该小组设计一个
结果记录表。
答案：施加氮肥对小麦光合作用影响的结果记录表
净光合速 率/（μmol· m－2·s－1） 开花后不同天数 初始 第7天 第14天 第21天 第28天
组别 未施加氮肥
施加氮肥
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解析： 实验要验证氮是小麦生长的必需元素之一，在实验设
计应确保两组小麦除了是否施加氮肥外，其他生长条件均相同，
以确保实验结果的准确性。每周测量叶片的净光合速率，记录数
据，并在表格中进行整理和分析。最后，通过比较两组小麦的叶
片净光合速率，可以评估施加氮肥对小麦光合作用的影响。故施
加氮肥对小麦光合作用影响的结果记录表见答案。
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10. （2024·吉林模拟预测）水稻是重要的粮食作物，在相同的种植条件
下，野生型水稻（T0）和黄绿叶突变型水稻（T1）的产量存在一定的
差异。为探究影响水稻光合作用的机制，研究人员进行了野生型和突
变型水稻实验，实验结果如下表。其中光补偿点是指光合作用过程中
吸收的CO2量与呼吸过程中释放的CO2量相等时的光照强度；光饱和点
是指光合作用速率不再随光照强度增大时的最小光照强度[单位为
μmol/（m2·s）]。回答下列问题：
水稻类型 叶绿素/ （mg/g） 类胡萝卜素
/ （mg/g） 类胡萝
卜素/ 叶绿素 光补偿点
/[μmol/ （m2·s）] 光饱和点
/[μmol/
（m2·s）]
T0 4.08 0.63 0.15 18 2 000
T1 2.73 0.64 0.23 26 2 400
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（1）光合色素可用 进行提取，水稻叶肉细胞中NADP＋
与 结合形成NADPH，NADPH再被运输到
参与暗反应。当光照强度为26 μmol/（m2·s）时，T1水稻叶
肉细胞中产生ATP的场所为
。
无水乙醇
H＋
叶绿体基
质
叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、
线粒体基质、线粒体内膜
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解析： 光合色素可用无水乙醇提取，再用纸层析法将色素
分离。水稻叶肉细胞进行光合作用，光反应在叶绿体类囊体膜上
进行水的光解，H2O光解产生H＋和O2，H＋和NADP＋形成
NADPH，同时ADP和Pi合成ATP，暗反应在叶绿体基质上进行，
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。当光照强度为26 μmol/（m2·s）时，T1
水稻叶肉细胞进行有氧呼吸且呼吸速率等于光合速率，产生ATP
的场所有叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体基质、线粒体
内膜。
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（2）据表分析，与T0相比，T1的光补偿点变大，原因是
。与T0相比，该水稻类型
在吸收可见光中的主要区别是 。
解析： 由表可知，与T0相比，T1的叶绿素含量较低且类胡
萝卜素/叶绿素的值较高，故其光补偿点较大。叶绿素主要吸收
红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，与T0相比，T1的类
胡萝卜素/叶绿素值较高，蓝紫光的吸收率更高。
叶绿素含量
较低且类胡萝卜素/叶绿素的值较高
蓝紫光的吸收率更高
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（3）据表分析，弱光照条件下，野生型水稻的光合作用强度明显大于
突变型水稻，判断的理由是

。
解析： 据表分析，野生型水稻的光补偿点低于突变型水
稻，当突变型水稻处于光补偿点时，野生型水稻的光照强度大于
光补偿点，可积累有机物，光合作用强度明显大于突变型水稻。
野生型水稻的光补偿点低于突变型
水稻，当突变型水稻处于光补偿点时，野生型水稻的光照强度大
于光补偿点，可积累有机物
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