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大题01 细胞代谢
细胞代谢高考的高频考点着重考查以下方：其一，要求考生能够探究特定环境因素对光合作用强度的
影响，剖析不同环境因素作用于光合作用强度的内在原因，阐释光合作用原理在生产生活实际中的运用。
同时，能够精准判断题目所给定的是植物的净光合作用强度还是总光合作用强度，并完成相关计算。其
二，通过创设具体情境，考查考生对光合作用和呼吸作用基本过程的掌握情况。此外，常结合影响因素，
考查细胞呼吸和光合作用原理在生产生活中的应用。这一系列考查旨在全面检验考生的理解能力、逻辑推
理能力、实验探究能力以及解决问题的能力，助力考生树立起将光合作用知识应用于生产生活实践的社会
责任意识。
2023 年福建高考大题围绕秸秆还田与氮肥配施模式对玉米光合作用的影响展开，考查叶绿素吸收光类
型及对光反应产物和净光合速率变化的分析等。2024 全国甲第29 题依托 “温度对某植物叶片光合速率和
呼吸速率的影响曲线” 这一学科情境，着重考查考生运用生物学知识阐释实验现象的能力。其本质是对
教材中 “温度等环境因素对光合速率和呼吸速率的影响” 相关知识的深度挖掘与检验。2024 山东第21
题构建了 “不同处理条件对野生型和突变体小麦类囊体膜蛋白稳定性及蔗糖转化酶活性的影响”，以及
“野生型和突变体随时间推移胞间 CO 浓度与气孔导度的变化” 这两个学科情境。通过这些情境，着重
₂
考查考生运用生物学知识对实验现象进行解释的能力。该题紧密关联光反应和暗反应的内在联系、光饱和
点、蔗糖运输等生物学基础知识，旨在全面检验考生对知识的掌握程度与运用能力。2023 年湖南第17 题
考查水稻和玉米的光合作用暗反应卡尔文循环。 2024 年河北第19 题设置了“探究不同颜色覆膜对藏川
杨幼苗生长的影响”这一学科情境，围绕生物学中光合色素的吸收光谱、光反应和暗反应的物质变化及联
系、色素提取原理等基础知识，考查考生运用生物学知识对实验现象进行解释。
典例一：细胞呼吸与光合作用的过程及联系
《本草纲目》中记载，芝麻有补血生津、润肠、延缓细胞衰老之效，可用于肾亏虚引起的头晕眼花、须发
早白等症。如今芝麻是中国主要的油料作物之一，也是四大食用油料作物的佼佼者。科研人员以室内盆栽
为实验材料，测定了黑芝麻、白芝麻在中度干旱土壤中的相关代谢指标，结果如图所示。请回答下列问
题：
1
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(1)绿色植物的叶绿素主要存在于 ，其在光合作用中的功能是 。
(2)分析图1 实验结果，干旱对芝麻植株叶绿素含量的影响是 。若实验第10d 与第20d 时的气孔导
度、呼吸速率、酶的量及活性均相同，与实验第10d 时相比，实验第20d 时白芝麻净光合速率降低，从光
反应和暗反应两个方面分析，其原因是 。
(3)研究发现，中度干旱条件下，黑芝麻根细胞内的可溶性氨基酸含量明显升高。据此推测黑芝麻减小干
旱胁迫对水分吸收影响的机制是 。
(4)若实验进行到第50 天时，白芝麻的净光合作用速率降为0，此时其叶肉细胞的光合作用速率
（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。
一、叶绿体中色素的种类、含量及功能
二、光合作用和细胞呼吸的比较
比较项目
光合作用
细胞呼吸
代谢类型
合成作用(或同化作用)
分解作用(或异化作用)
发生范围
含叶绿体的植物细胞；蓝细菌、光合细菌等
所有活细胞
发生场所
叶绿体(真核生物)；细胞质(原核生物)
有氧呼吸：细胞质基质、线粒
体(真核生物)；细胞质(原核生
物)
无氧呼吸：细胞质基质
发生条件
只在光下进行
有光、无光都能进行
物质变化
无机物――→有机物
有机物――→无机物
能量变化
光能→化学能
化学能→热能、ATP 中活跃的化
2
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学能
实质
无机物――→有机物；储存能量
有机物――→无机物(或简单有
机物)；释放能量
能量转化
的联系
元素转移
的联系
C：CO2――→(CH2O)→丙酮酸→CO2
O：H2O――→O2→H2O
H：H2O――→H＋→NADPH――→(CH2O)→[H]→H2O
过程联系
三、影响因素的光合作用
1．外部环境因素
(1)光照强度
①原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的
NADPH 和ATP 增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
②曲线分析
项目
生理过程
气体交换
生理状态模型
A 点
只进行呼吸
作用
吸收O2、释放CO2
AB 段
呼吸作用大
于光合作用
吸收O2、释放CO2
B 点
呼吸作用等
于光合作用
不与外界进行气体交换
B 点以
后
呼吸作用小
于光合作用
吸收CO2、释放O2
3
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③应用：温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补偿点和光饱
和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
(2)CO2浓度
①原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
②曲线分析
图1 中A 点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2 中A′点表示进行光合作用所需
CO2的最低浓度。B 点和B′点都表示CO2饱和点。
③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
(3)温度
①原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。
②曲线分析
AB 段
在B 点之前，随着温度升高，光合速率增大
B 点
酶的最适温度，光合速率最大
BC 段
随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为
零
③应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，
以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
(4)水分
①原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下
降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
②曲线分析
图1 表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2 曲线中间E 处光合作用强度暂时降低，
是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。
(5)矿质元素
4
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①原理：N、Mg、Fe 等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成，从而影响光合
作用。
②应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用效
率。
2．内部因素
(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(3)植物叶面积指数
3．多因子变量对光合速率的影响
5
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（2025·河南安阳·一模）香鳞毛蕨是一种具有很高的药用价值的植物资源，研究人员对其相关生理活动
的日变化进行了检测，结果如下图所示。回答下列问题：
(1)香鳞毛蕨光合作用过程中NADPH 的运动方向为 。
(2)据图1 分析，07：00~10：00 期间影响光合速率的主要因素为 。
（答两种）。13：00 后影响光合速率的主要因素为光照强度，判断依据为 。
(3)图2 中06：00 时香鳞毛蕨的总光合速率为 μmol·m-2·s-1。11：00~18：00 期间该植物体内有
机物的积累量不断 ，判断依据是 。
(4)有人认为图2 中B~C 间呼吸速率增强是因为呼吸作用的最适温度位于B~C 之间。已知B 时的温度为T1，
C 时的温度为T2，请以CO2传感器为检测工具，简要写出探究呼吸酶的最适温度的实验思路： 。
典例二：光合作用的实验设计
（2024 年6 月浙江卷生物高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，
6
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下部叶片绿色。回答下列问题：
(1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。
①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。
②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入
沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或
碘液），观察颜色变化。
③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。
④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。
分组处理
预期结果
绿叶+光照
变蓝
绿叶+黑暗
不变蓝
ⅰ
ⅱ
ⅲ
ⅳ
⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ．
(2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含
有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值
反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR 值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率
呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。
①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图
乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结
合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。
②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在
强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的
功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。
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1.信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
提出问题：红叶是
否具有光合作用能
力
光合作用可产生淀粉，可
用碘液进行检测，出现蓝
色，说明有淀粉产生
假设一：若一品红的红色叶片具有光
合作用的能力，则红色叶片内可检测
到淀粉；假设二：若一品红的红色叶
片不具有光合作用的能力，则红色叶
片内无法检测到淀粉
qNP 值反映叶绿体通
过热耗散的方式去
除过剩光能的能力
当光能过强时，可能会灼
伤叶绿体
储藏在细胞的液泡中花青素，可通过
吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的
方式，从而保护叶绿体不受强光损伤
2.逻辑推理与论证：
（2025·广东汕头·一模）水资源短缺限制水稻的生长发育，严重影响水稻的产量。具有特定结构的保卫
细胞参与水稻气孔的构成。红光能促进水稻气孔的开放，为研究其机理，研究者利用野生型(WT)和
OsPIL15 基因敲除的水稻m，设计并开展相关实验，部分结果如图，其中气孔导度表示气孔张开的程度，
OsAB15 基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。
8
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回答下列问题：
(1)保卫细胞的叶绿体中 (填色素名称)对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞光合作
用制造的糖类较多，细胞吸水膨胀使得气孔打开。
(2)从光调节植物生长发育的机制看，红光促进气孔开放的机制是：①为光合作用提供更多能量；②作为
影响OsPIL15 蛋白的含量。实验一的结果表明，红光促进气孔开放的主要机制不是①，理由是
。
(3)OsPIL15 蛋白是如何对气孔开闭进行调控？研究者作出假设并进一步探究。
①假设一：OsPIL15 蛋白通过影响 ，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。
①假设二：OsPIL15 蛋白 (填“促进”或“抑制”)OsAB15 基因的表达，从而影响气孔开闭。为
验证该假设进行了实验三。若想进一步验证该结论，可选用 水稻，检测其气孔导度。
(4)研究发现OsPIL15 基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT 无明显差异，培育OE 品种的意义是
。
15 道左右最新模拟题和经典高考题，带上来源
（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色
覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合
色素的含量，结果如图、表所示。
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回答下列问题：
(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿
体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的
还原转化为 和
。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素
时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是
。
(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为
（答出两点即可）。
（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了
某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌
发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中
叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光
（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问
题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②
。
覆膜处理
叶绿素含量（mg/g）
类胡萝卜素含量（mg/g）
白膜
1.67
0.71
蓝膜
2.20
0.90
绿膜
1.74
0.65
10
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(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X 的合成缺陷，X 最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理
能够提高野生型中激素X 的含量，但不影响纯合突变体中X 的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验
设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均
分为A、B 两组，将突变体植株均分为C、D 两组，A、C 组为对照，B、D 组干旱处理4 小时。
②测量指标：每组取3-5 株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。
③预期结果： 。
（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控
源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3 种多年生草本沉水植物
（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净
化能力见图。
回答下列问题：
(1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成
的有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3 种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是
，其原因是 。
(3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3 种草本沉水植物的理由是 ，三者配合能实现综合
治理效果。
(4)上述3 种草本沉水植物中只有黑藻具（C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度（C4后，再分解成（CO2传
递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a 设
计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。
实验设计方案
实验材
料
对照组： 实验组：黑藻
实验条
控制光照强度为 μmol·m-2·s-1
11
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件
营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同
控制条
件
测量指
标
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时
打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。
（2024·湖北·高考真题）气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大
小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现
了相关环境因素调控气孔关闭的机理（图1）。已知ht1 基因、rhc1 基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但
对应关系未知。研究者利用野生型（wt）、ht1 基因功能缺失突变体（h）、rhc1 基因功能缺失突变体
（r）和ht1/rhc1 双基因功能缺失突变体（h/r），进行了相关实验，结果如图2 所示。
回答下列问题：
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞 （填“吸水”或“失水”），引起气孔关
闭，进而使植物光合作用速率 （填“增大”或“不变”或“减小”）。
(2)图2 中的wt 组和r 组对比，说明高浓度CO2时rhc1 基因产物 （填“促进”或“抑制”）气孔
关闭。
(3)由图1 可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是 。
(4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是 （填“ht1”或“rhc1”）。
（2024·全国·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。
回答下列问题。
12
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(1)该植物叶片在温度a 和c 时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相
等”），原因是 。
(2)在温度d 时，该植物体的干重会减少，原因是 。
(3)温度超过b 时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是
。（答出一点即可）
(4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在
最大时的温度。
（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反
应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过
程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。
光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。
(1)反应①是 过程。
(2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH 的场所是 和 。
(3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1 和2，测定
净光合速率，结果如图2、图3。图2 中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和
（填生理过程）。7—10 时株系1 和2 与WT 净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3 中的数据
（填“能”或“不能”）计算出株系1 的总光合速率，理由是 。
(4)结合上述结果分析，选择转基因株系1 进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。
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（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
部分细胞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，有些植物根系细胞通过
，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。
14
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（24-25 高三下·四川雅安·开学考试）荔枝是一种起源于我国南方的树种，在广东省被广泛种植。生产
上常采用环剥枝梢和遮阴来控制荔枝枝梢生长。为揭示荔枝对低光照的适应生理，探索光伤害与环剥效应
的关系，实验人员以12 年生“黑叶”荔枝为研究材料，进行环剥、遮阴、遮阴+环剥处理，观测到的新梢
生长、叶绿素指数、叶片淀粉含量和叶片净光合速率(Pn)的结果如下表、下图所示。回答下列问题：
项目
对照组
环剥组
遮阴组
遮阴+环剥组
枝梢长度/mm
80
20
20
20
叶绿素指数
55
45
54
51
叶片淀粉含量/
(mg·g ¹
⁻ DW)
25
28
12
15
注：叶绿素指数值越大，表明叶片叶绿素含量越多。
(1)种植荔枝时需要进行合理密植，如果种植过密，荔枝产量会下降，结合题表和题图分析，其原因可能
是① ；② 。
(2)与对照组相比，环剥组叶片叶绿素含量明显 ，但遮阴处理会缓解环剥引起的叶绿素含量变
化，依据是 。
(3)与对照组相比，环剥组净光合速率更低，但叶片淀粉积累量更多，推测其原因可能是 。
(4)实验人员将荔枝的枝条一半进行遮阴处理，一半不进行遮阴处理，并在不进行遮阴处理的枝条上滴加
含¹⁴ C 的碳素营养液，检测到相邻遮阴处理的枝条并无放射性，由此可以得出的结论是
₁
。
（24-25 高三下·河南·开学考试）生活在高盐度水体中的盐藻是一种单细胞真核藻类，细胞内具有杯状
叶绿体。为研究盐藻的光合特性以及为盐藻的人工培养提供依据，研究人员在24℃条件下利用人工配制的
高盐度培养液进行了三组盐藻培养实验（每组设三个平行组），给甲、乙、丙三组提供的（CO2浓度依次为
350uL·L-1、700uL·L-1、1000uL·L-1）实验结果如图。回答下列问题：
15
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(1)高盐度培养液中无机盐的种类及浓度属于实验变量中的 。培养液盐度的高低会影响盐藻细胞的吸
水与代谢，这是因为无机盐具有 的作用。
(2)水光解的直接产物除O2外还有 。若在某光照条件下，给盐藻提供H2
18O 和C16O2盐藻细胞中产生了
含18O 的糖类等有机物，水中的18O 进入糖类的生理过程主要包括 。
(3)图中数据表明，当CO2浓度在350uL·L-1至1000uL·L-1之间，光照强度大于200umol·m-2·s-1时，光合
速率与CO2浓度的关系表现为 。在光照强度小于100umol·m-2·s-1时，CO2浓度不是光合速率的限制
因素，原因是 。在光照强度为300umol·m-2·s-1时，与甲组相比，丙组盐藻的光合速率高，此时其
叶绿体内NADPH 的相对含量 。
（24-25 高三下·广东·开学考试）氮主要影响香蕉的茎叶生长和果实发育，但大量使用氮肥会造成土壤
酸化。缓释肥的研发和推广是解决上述问题的有效途径之一。使用缓释肥后，无机盐的持续供应有利于激
活RuBP 羧化酶（参与CO2固定）的活性。为研究缓释肥对香蕉生长的影响，我国科学家做了探究实验，部
分结果如下表所示。
组别
叶绿素含量
（mg/g）
净光合速率
（μmol·m-2·s-1）
对照组
0.367
3.88
硫酸铵
组
0.691
5.09
缓释氮
组
0.477
8.97
回答下列问题：
(1)表中对照组的处理为 ，其叶绿素含量低于硫酸铵组和缓释氮组，原因是
。
(2)由表可知，缓释氮 （填“是”或“不是”）主要通过影响叶绿素含量来提高香蕉苗的净
光合速率，依据是 。
(3)为进一步了解缓释氮的作用机理，研究人员对香蕉苗的部分指标进行了相关性分析，结果如图所示。
据图分析，缓释氮影响香蕉苗光合作用的原因主要是 。
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（注：图中数值为相关系数，代表净光合速率与另一个指标之间相关的密切程度。当相关系数越接近1 时
相关越密切，越接近0 时相关越不密切。）
(4)为平衡经济效益与生态效益，缓释氮肥在投入香蕉园使用前，需在上述实验数据的基础上增加
（答两点）指标的测量。
（24-25 高三下·贵州遵义·开学考试）为研究玉米C4型光合酶基因对C3植物拟南芥光合特性的影响，研
究人员分别以过表达PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，参与CO2固定）和PPDK（丙酮酸磷酸二激酶）的转
单个酶基因的拟南芥株系为材料，实验在拟南芥开花期停止浇水，并测定植株中目标基因在叶中的表达
量、光合速率等指标（GL1 为野生型对照）。回答下列问题：
表非水分胁迫处理条件下转基因拟南芥几种生理指标的测定结果
转基因
材料
PEPC 活性[μmol·mg
（pro）-1.h-1 ]
PPDK 活性[μmol·mg
（pro）-1.h-1 ]
净光合速率
（μmolCO2.m-1.s-1）
GL1
2.41
1.62
3.78
PC
3.27
1.83
4.51
PK
3
2.27
4.58
(1)拟南芥体内的 感受光信号，其结构发生变化，这一变化的信息经过信号传递系统的传导，影响
特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
(2)实验中，转PEPC 植株包含3 个株系（PC65、PC73 和PC90），转PPDK 植株包含3 个株系（PK16、PK26
和PK36）。据图分析：GL1 株系的目标基因的相对表达量为 ；目标基因在转基因拟南芥叶片中均可
，但在 中存在显著差异，PK16 株系中的PPDK 基因的相对表达量最大。
(3)表中数据显示，转入 基因后，目标酶活性相较GL1 株系提高的百分比更大。结合PEPC 的功能分
析，转PEPC 基因拟南芥株系净光合速率提高的原因可能是 。
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(4)为研究干旱胁迫对拟南芥净光合速率的影响，研究人员在干旱胁迫前1 天、胁迫第5 天、第10 天，以
及复水第5 天分别测定净光合速率。本实验的对照方式为 。设计复水组的目的在于 。
（24-25 高三上·北京昌平·期末）玉米作为我国重要的粮食作物，其产量受到高温胁迫的显著影响。科
研人员对水杨酸(SA)提高玉米耐受高温胁迫的分子机制进行了研究。
(1)SA 是一种植物激素，其作为 分子，调节植物的逆境响应。
(2)科研人员选用特定玉米品种进行实验，图1 结果表明，SA 可缓解高温胁迫导致的净光合速率下降，判
断依据是 。
(3)为探究SA 影响光合作用的机理，测定了不同条件下PsbO 蛋白、D1 蛋白（参与光反应的关键蛋白)的相
对含量，图2 结果表明 。
(4)在高温胁迫下，MDA(丙二醛)的积累会导致细胞膜的氧化损伤，科研人员推测SA 可通过提高抗氧化酶活
性降低高温胁迫下MDA 的含量。图3 结果不能完全证实上述推测，请说明理由 。
(5)进一步研究发现，在高温胁迫下，SA 能够降低脱落酸(ABA)的含量，已知ABA 能够抑制气孔开放。请综
合以上信息，阐明SA 缓解高温胁迫导致的玉米净光合速率下降的机制（在方框中以文字和箭头的形式作
答）。
（2025·全国·一模）刺莓苔是一种具有观赏、食用和药用价值的植物。科研人员欲为大规模种植刺莓苔
提供理论依据，探究了土壤含水量对刺莓苔总光合速率的影响，相关实验结果如图1 所示（无关变量相同
且适宜）。回答下列问题：
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(1)水分进入刺莓苔根细胞的方式有 。
(2)除了图1 所示实验，该科研人员还要在 条件下，测量各组的 ，才能达到实验的最终目的。
(3)据图1 分析，刺莓苔在不同含水量的土壤中生长快慢的规律是 ；据此，给大规模种植刺莓苔的花
农提一个合理的建议： 。
(4)该科研人员为了进一步研究土壤中含水量达到90%时，刺莓苔净光合速率降低与叶片色素含量的关系，
实验结果如图2 所示。
①实验期间，在栽培的第5、10 和15 天，每组分别摘取植株的相同部位的叶片并用 （试剂）提取色
素，然后利用分光光度计测定色素吸光值。
②该实验的结论是 。
（24-25 高三下·贵州贵阳·阶段练习）水稻直接播种 （直播）具有省工、节本、高效等突出优点。要想
达到直播稻高产稳产必须有一个较高质量的群体结构，合理的播种量是直播稻构建优质群体的基础。本实
验围绕播种量对少蘖型水稻产量展开研究。结果如下表：
组
别
播种量
（kg/667m ²
）
叶绿素总
量
（mg/g）
茎、叶干
重（g/单
株）
千粒
重
（g）
单株有
效穗
（个）
每穗
粒数
（粒
）
实际产量
（kg/667m ²
）
A
2
85.68
15.07
27.5
2.17
177.5
637.9
B
3
80.88
14.23
28.1
2.26
177.1
649.4
C
4
80.37
6.43
29.2
2.39
177.9
709.9
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【注：千粒重表示1000 粒种子的重量 （g）。】
(1)可以用 （填化学试剂的名称）提取叶绿体中的色素。当测定叶绿素含量时，用红光照射色素溶
液测定吸光度，进一步推算叶绿素含量，而不能选用蓝紫光，原因是 。
(2)研究人员分别从A 组和C 组水稻相同部位选取了数量相同的两组叶片，在相同条件下测定两者净光合速
率，发现一组叶片 （甲）的净光合速率达到最大所需的光照强度高于另一组叶片 （乙），甲组叶片可能
来自 （填“A”或“C”）组的叶片，依据是 。
(3)据表分析，实验结果显示 C 组单株茎、叶干重在三个组别是最低的，理由是 。
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