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语言表达(二) 细胞代谢中相关现象的原因分析
1．(原因分析类)(经典高考题)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人
员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如
图所示。
(1)由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较
高，可以产生更多的_____________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的
_____________。
(2)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)[H]和ATP 参与光合作用的酶 (2)品种2光合作用能力强，但是向籽实运输的光
合作用产物少
2．(2021·全国Ⅲ，29节选)研究人员研究了土壤干旱胁迫和CO 浓度变化对小麦幼苗生理活
2
动的影响，结果如表。回答下列问题：
净光合速率/(μmol 相对气孔 相对叶绿
处理
CO·m－2·s－1) 开度/% 素含量/%
2
正常条件(对照) 0.05% CO 25.2 60.0 50
2
干旱 浓度 20.4 42.0 34
正常条件(对照) 0.10% CO 37.3 60.0 50
2浓度
干旱 21.7 41.7 34
(1)(原因分析类)根据实验结果可知，在干旱胁迫下，引起小麦植株净光合速率降低的直接原
因有两个方面，一是_______________，二是_____________。
(2)(措施思路类)根据该实验的结果，在农业生产上要提高小麦的产量，应采取的措施有
______________________________________________________________________________。
答案 (1)气孔开度减小 叶绿素含量降低
(2)保持土壤适宜的含水量，提高小麦植株周围空气中二氧化碳的含量
3．(原因分析类)(2022·山东，21)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。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____________________________________。
答案 NADPH、ATP等的浓度不再增加 CO 浓度有限 光能的吸收速率继续增加，使水
2
的光解速率继续增加
原因分析类问题的方法突破
此类题目属于非选择题中的“科学思维”的特征设问，此类题目在语言表达题型中所占
比例很高，其设问方式一般有以下几种：“……合理的解释是______________” “……的
依据是____________”“……的原因是________________”等。这些试题旨在考查考生在新
情境条件下对知识体系的掌握程度，也是对关键能力和学科素养进行考查，是真正素质考查
的体现。
1．原因类试题的类型
(1)解释已知条件与结果之间的逻辑关系，该类试题一般已知某一特定外界条件的改变，然
后要求考生回答某一生理过程发生什么样的改变，最后要求考生回答该生理过程发生改变的
原因。例如，(2019·全国Ⅰ，29节选)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会
________，出现这种变化的主要原因是_________________________________________。
(2)没有对应的外界条件，要求考生直接解释某一生理现象出现的原因。例如，(2020·全国Ⅰ
30节选)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________
__________________________________________________________________(答出1点即可)。
第一类原因类试题所占比重更大，分值也更大，难度也更高，考生往往不知道如何组织文字，
很难把要点答全，也会因为答案不准确、不规范而失分。
2．解题策略(1)解释已知条件与结果之间逻辑关系——因果桥法
这一类试题的形式是给出某一实验现象或结果，要求回答出现这些现象( 或结果) 的原因。
分析高考题中长句子描述题的标准答案就会发现，其实答案用词的出处一般有两个：一是命
题者在描述题干时的信息，二就是教材中的重要概念、原理等。
①答题思路
a．在题干文字信息和图表信息中找出“起因”和“结果”。
b．依据题干或者已学教材中相关知识，分析“起因”和“结果”之间的逻辑关系——原因、
依据、理由、解释。
②答题模式
例1 (2017·全国Ⅰ，30)植物的CO 补偿点是指由于CO 的限制，光合速率与呼吸速率相
2 2
等时环境中的CO 浓度，已知甲种植物的CO 补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：
2 2
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发
现两种植物的光合速率都降低，原因是_____________________________________________。
(2)若将甲种植物密闭在无O 、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物
2
的有氧呼吸增加，原因是_________________________________________________________。
答案 (1)植物在光下进行光合作用吸收CO 的量大于呼吸作用释放CO 的量，使密闭小室
2 2
中CO 浓度降低，光合速率也随之降低 (2)甲种植物在光下进行光合作用释放O ，使密闭
2 2
小室中O 增加，而O 与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所
2 2
以当O 增多时，有氧呼吸增加
2
例2 (2018·全国Ⅰ，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回
答下列问题：
甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是
________，判断的依据是_________________________________________________________。
答案 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙植物大，种植密度过大，植
株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙植物大
③备考策略
a．熟练掌握基础知识，主干知识还是考查的重点。
b．提高审题能力、准确获取信息(文字信息——找关键词、句子；图表信息—— 找突出特点、找不同)。
c．储备规范表达素材——摘录教材中陌生的、重要的词、句。
d．适当进行专题训练——掌握解题的技巧、提高解题速度(按点作答、根据空格线长短来回
答问题等)。如高考题专题训练，揣摩答案的规范、严谨。
(2)不同情境的解题策略
①从分子和分母两方面分析比例变化
例3 [2019·全国Ⅰ，37(2)]若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，
不能降解X的细菌比例会____________，其原因是__________________________________。
剖析 比例变化的原因需要从分子和分母两方面去分析。因为缺乏碳源导致不能降解 X的
细菌不能增殖，而能降解X 的细菌能够增殖，所以不能降解X的细菌比例会下降。
答案 下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
②从来源和去路两方面分析物质含量变化
例4 [2020·山东，24(4)]植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土
壤 中 植 食 性 线 虫 的 数 量 减 少 ， 依 据 图 中 信 息 分 析 ， 主 要 原 因 是
___________________________。
答案 长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线
虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量
③要从正面回答而不要从反面回答
例 5 [2017·全国Ⅰ，37(2)]为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时， 应选择
________(填“尿素”“NH NO ”或“尿素 ＋NH NO ”)作为氮源，不选择其他两组的原
4 3 4 3
因是___________________________________________________________________________。
剖析 为了筛选可分解尿素的细菌，培养基中应该以尿素作为唯一氮源。不选择其他两组的
原因不能从反面回答，如“培养基中应该以尿素作为唯一氮源”，而应该从正面回答选择其
他两组带来的负面影响，即“因为其他两组都含有NH NO ，导致能分解尿素的细菌和不能
4 3
分解尿素的细菌都能利用NH NO ，所以不能起到筛选作用”。
4 3
答案 尿素 其他两组都含有NH NO ，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用
4 3
NH NO ，不能起到筛选作用
4 3
④既要解释前者又要解释后者
例6 [2019·全国Ⅰ，38(3)]目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA
聚合酶的主要原因是___________________________________________________________。
剖析 部分考生只回答了使用酶的原因“TaqDNA聚合酶热稳定性高”，而没有回答不使用
大肠杆菌DNA聚合酶的原因“大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活”。当解释“不是……而是……”“只能……而不能……”“用……而不用……”等原因时，既要解释前者又要解释后
者。
答案 TaqDNA聚合酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
⑤运用“只有……才能……”的方式解释原因
例7 [2018·全国Ⅰ，32(1)]果蝇体细胞有4对染色体，其中2,3,4号为常染色体，已知控制
长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上，
根据杂交结果，________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X
染色体上还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状位于X染色体上。根据上述亲本杂交组合
和 杂 交 结 果 判 断 ， 显 性 性 状 是 ______ ， 判 断 依 据 是
______________________________________。
剖析 一只无眼雌果蝇与一只有眼雄果蝇杂交，杂交子代中有眼雌∶有眼雄∶无眼雌∶无眼
雄＝1∶1∶1∶1，这对亲本可能为Aa×aa，XAXa×XaY或XAXa×XaYa，所以不能判断控制
果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状位于X
染色体上，则母本的无眼性状是显性性状。但判断的依据学生很难组织文字，此时可以运用
“只有……才能……”的方式来进行原因解释，即只有当无眼为显性时，子代中才能出现有
眼雌∶有眼雄∶无眼雌∶无眼雄＝1∶1∶1∶1。
答案 不能 无眼 只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分
离
1．绝大多数的多肉植物有一种特殊的CO 固定方式：夜间气孔开放，固定CO 产生苹果酸
2 2
储存在液泡中(如图一)；白天气孔关闭，苹果酸脱羧释放CO ，用于光合作用(如图二)。夜
2
间 多 肉 植 物 细 胞 内 的 pH 会 下 降 ， 原 因 是
_______________________________________________。
答案 夜间多肉植物细胞固定CO 产生苹果酸；夜间多肉植物细胞呼吸作用产生CO 形成
2 2
HCO
2 3
2．科学家研究发现：在强光下，激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体，
然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起到保护叶绿体的作用。在强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率________________(填“上升”“不变”或
“下降”)，原因是______________________________________________________________。
答案 下降 该突变体无法淬灭激发态叶绿素，而使叶绿体受损；缺乏类胡萝卜素导致吸收
的蓝紫光减少，影响光合作用
3．为研究全球气候变暖对农作物生长的影响，科研人员以大豆为材料进行实验。在其他条
件适宜、不同温度条件下种植甲、乙两种大豆，相同时间后测得甲、乙两个大豆品种的有机
物积累量如图所示。请回答下列问题：
(1)据图分析可知，全球气候变暖对大豆品种____________(填“甲”或“乙”)更不利，理由
是_____________________________________________________________________________。
(2)当白天气温在35 ℃时，________(填“能”或“不能”)比较甲、乙两个大豆品种的总光
合速率的大小，原因是____________________________________________________________。
(3)若白天平均气温为30 ℃并光照10小时，乙大豆品种晚上消耗有机物的平均速率为15
μg·cm－2·h－1，则其能否正常生长，并说明原因：_____________________________________。
(4)高温会显著影响植物的光合作用强度。从暗反应角度分析，高温影响植物光合作用强度
的原因可能是______________________________________________________(至少回答两点)。
答案 (1)甲 甲品种大豆在高温条件下有机物积累量下降更快 (2)不能 35 ℃时，甲、乙
两个大豆品种的净光合速率相等，但呼吸速率未知，因此无法判定它们总光合速率的大小
(3)能；由图可知，白天的有机物积累量为 25×10＝250(μg·cm－2)，晚上的呼吸消耗量为
15×14＝210(μg·cm－2)，全天有机物积累量大于0 (4)高温使催化暗反应的酶活性下降；高
温导致部分气孔关闭，CO 供应减少等
2
4．科研人员利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理西农1B水稻，获得一个短根白化突变体(sra1)，
其从出芽至第三叶期叶片始终为白色，胚根较同时期野生型(WT)明显变短。叶色突变体是
研究光合作用、叶绿素合成与降解等途径的理想材料。下图是 WT和sra1光合色素含量的
测定结果。请回答下列问题：
(1)据图分析，sra1只能生长到三叶期就会死亡，其生长需要的营养物质主要来自______，其死亡的原因是__________________________________________________________________。
(2)测定光合色素的含量时，需先提取色素，提取色素时需向研钵中加入的试剂有
______________________________________________________________________________，
提取的WT光合色素溶液放在适宜的光照条件下________(填“能”或“不能”)进行光反应，
原因是________________________________________________________________________。
(3)科研人员测得WT与sra1光合作用的相关数据，结果如下：
气孔导度/ 蒸腾速率/ 胞间CO 浓
2
净光合作用/
材料 (μmolHO· (μmolHO· 度/(μmol
2 2
(μmolCO·m－2·s－1)
2
m－2·s－1) m－2·s－1) CO·m－2·s－1)
2
野生型
11.8 0.3 3.3 300
(WT)
突变体
－3.6 0.18 1.3 430
(sra1)
sra1胞间CO 浓度较高的原因可能有______________________________________________。
2
答案 (1)水稻种子(或胚乳) 白化突变体光合色素含量几乎为零，不能进行光合作用合成有
机物 (2)无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅 不能 缺少光反应所需的物质(如酶、ADP和Pi
等)和结构 (3)细胞呼吸速率远大于光合作用速率，细胞释放CO ，气孔导度较小，细胞产
2
生的CO 将在细胞间积累增加
2
5．图1是将玉米的PEPC酶(与CO 的固定有关)基因与PPDK酶(催化CO 初级受体—PEP
2 2
的生成)基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻 CO 吸收
2
速率的影响。图2是在光照为1 000 lux 下测得温度影响净光合速率的变化曲线。则图1是
在________℃下测得的结果，如调整温度为 27 ℃，重复图 1 相关实验，A 点会向
_________ 移 动 ， 推 测 原 因 是
_________________________________________________________________。提示 30 左下 图1中1 000 lux的光照强度下，原种水稻的净光合速率是 20，结合图2
判断图1是在30 ℃下测定的，在27 ℃时，该原种水稻的净光合速率小于20，所以A点向
左下移动
6．在决定小麦产量的灌浆期，若遭遇连续高温和强光的双重胁迫，会导致光合系统破坏，
造成产量下降。光系统 Ⅰ(PS Ⅰ)和光系统Ⅱ(PS Ⅱ)是由蛋白质和光合色素组成的复合物，
分布于叶绿体类囊体膜中，叶绿体psbA基因编码的 D1蛋白是 PS Ⅱ反应中心的重要蛋白。
(1)科研人员发现一种碳纳米荧光材料，能吸收紫外光并将其转换为蓝紫光，用该材料处理
叶 绿 体 后 ， 极 大 地 提 高 了 光 合 作 用 效 率 ， 分 析 其 原 因 是
_________________________________。
(2)科研人员以正常植株和突变植株(psbA基因过量表达)为材料进行实验，发现在炎热晴朗
的夏季，两种类型的植株都出现光合“午休”现象，且突变植株的光合“午休”现象弱，分
析其原因是______________________________________________________________________。
提示 (1)蓝紫光更容易被叶绿体中的色素吸收，加快了光反应速率，为暗反应提供充足的
[H]和ATP (2)D1蛋白含量升高，PSⅡ活性升高，光反应速率升高
