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压轴题01 光合作用和细胞呼吸
命题预测
细胞代谢是高考试题的常客，选择题和非选择题都会有涉及，因此也是高三复习的重
点，非选择题因分值比较高，重点突破掌握相应的答题模板就显得尤为重要了。细胞代谢的
非选择题常见题型有：判断依据类、原因分析类和结果结论类
预计2025 年命题会继续在上述几个方面进行。另外近几年的高考真题和模拟题中，对于
光合作用和细胞呼吸的考察逐渐加大，不仅针对教材中的基本原理进行考察，同时还会通过
自然界中一些生物的特有的生理现象进行设题
高频考法
（1）光合作用的过程
（2）CO2固定途径的多样性和适应性
（3）影响光合作用和呼吸作用的因素
（4）光合作用和细胞呼吸类实验设计与分析
（5）光呼吸与C4 植物的光合作用
热点题型01 影响光合作用和呼吸作用的因素
植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体内会发生一系列的适应低温的生理变化，抗寒能力逐渐增
强。请回答下列问题：
(1)据图1 可知，随着温度下降，细胞中总含水量下降，但 水含量增多，其意义是 。
(2)已知植物体内脱落酸（ABA）含量的多少与光照有关。据图2 分析，随着秋季日照变短，脱落酸的含量
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会逐渐 ，判断依据是 。ABA 可促进气孔关闭，该效应直接影响光合作用的 阶段，导致
为另一阶段提供的 和 减少。
(3)冬季来临，部分植物通过不同程度的休眠来应对寒冷，光照长短可影响植物是否进入休眠，同时影响抗
寒能力。北方在路灯下的树枝更容易受冻害，原因是 。为保护北方路灯附近的植物免受此冻害，
你的建议是 （答出1 点即可）。
解题技巧 1．光合作用、细胞呼吸的“三率”图分析
图示解读
(1)“三率”的表示方法
①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2的释放量或O2的吸收量，即图1 中
A 点。
②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累
量，即图1 中的C′C 段对应的CO2的量，也称为表观光合速率。
③总(实际)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，即图1 中的AD 段对应的CO2总量。
(2)图2 中曲线c 表示净光合速率，曲线d 表示呼吸速率，c＋d 表示总光合速率。在G 点时，总光合速
率是呼吸速率的2 倍。
2．自然环境与密闭环境中一昼夜光合速率变化
热点提醒02 光合作用的过程
蒙顶山茶是中国传统绿茶。茶树是典型的C₃ 植物，具有光呼吸作用。茶树叶片的光合作用对其产量和品质
有重要影响，不同间作模式下茶树叶片生理代谢活动也会随着环境变化而表现出一定差异。研究人员以纯
茶园(CK)、马缨花—茶间作茶园(MT)、冬樱花—茶间作茶园(DT)、核桃——茶间作茶园(HT)4 种种植模式
进行研究得到以下数据。
(1)净光合速率是指单位时间内植物有机物的 。根据结果可知，茶树净光合速率在12：00—14：00
增加的是 模式。研究发现，胞间CO₂ 浓度降低会抑制光呼吸的进行。光呼吸是一种消耗能量和有
机物的过程，其减少可以间接提高光合效率，从而导致净光合速率增加。据图分析茶树净光合速率变化为
该模式的可能原因是 。
(2)根据结果可知，茶树净光合速率在16：00—18：00 时出现大幅度降低，甚至出现了低于0 的值，可能
的原因是 。
(3)茶叶叶肉细胞的 Rubisco 酶具有“两面性”，即在光下叶绿体中的 C₅ 能与CO₂ 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。Rubisco 酶的存在场所应为 。为了提高产量，减少不必要的光呼吸损耗，请
设计一种较简单的方法： ，并说明原因： 。
解题技巧
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补偿点、饱和点与光合作用的关系及应用
热点题型03 光合作用和细胞呼吸类实验设计与分析
玉米利用CO2的代谢途径如下图1 中①~④所示，Rubisco、PEPC 和ME 是催化相关反应的酶。已知
Rubisco 由多个大亚基（L）和小亚基（S）以特定方式在叶绿体基质中组装而成，L 由叶绿体基因编码，S
由核基因编码。Rubisco 的活性对光合作用强度有重要影响。回答下列问题。
(1)玉米细胞中，参与Rubisco 合成的细胞器有 。
(2)玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞之间有发达的胞间连丝，二者都具有叶绿体，但维管束鞘细胞的叶绿体缺
少基粒结构。④过程所需能量主要由 细胞的光反应提供。③④构成循环，在物质代谢上具有的优
点是 。
(3)PEPC 对CO2的亲和力大约是Rubisco 的60 倍，使玉米在胞间CO2浓度较低时仍可维持较快的光合速率。
有人将PEPC 比作“CO2泵”，结合图1 解释该说法： 。
(4)RAF1 蛋白的功能是辅助Rubisco 的某一种亚基的正确组装，进而促进Rubisco 的组装。研究人员利用野
生型（WT）、RAF1 基因过量表达株（R）、S 基因过量表达株（S）、L 基因过量表达株（L）、S 基因和
RAF1 基因过量表达株（R-S）、三个基因都过量表达植株（R-L-S）在适宜的条件下进行了相关实验，结
果如图2 所示。根据实验结果推测RAF1 蛋白辅助 亚基的正确组装。据图可知，过量合成的
Rubisco 部分没有活性，依据是 。
解题技巧
热点题型04 光呼吸与C4 植物的光合作用
PSⅠ和PSⅡ是两个光系统，能吸收利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC 是传递电子的蛋白质。
Rubisco 酶是一个双功能酶，CO2浓度高时，倾向于催化五碳糖和CO2反应，O2浓度高时，倾向于催化五碳
糖和O2反应生成CO2（称为光呼吸）。回答下列问题：
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(1)图1 中 （用图1 中的结构表示）含光合色素，光敏色素与光合色素相比主要的区别有 （至少
写出两点）。
(2)图1 中蛋白质CF0和CF1具有作用，合成ATP 依赖于类囊体薄膜两侧的H+浓度差，图中使膜两侧H+浓度
差增加的过程有 （答三点）。
(3)图中的NADPH 为暗反应提供了 。研究表明Rubisco 酶可催化五碳糖和CO2反应，也可催化五碳糖
和O2反应生成CO2（称为光呼吸），光呼吸会降低光合效率。中午12：00 时，C4植物的光呼吸不明显，
其原因是 。
(4)据以上分析，若通过基因转化技术来提高C3植物强光下的净光合速率，请写出基本的思路 。
解题技巧
情境信息
化新为熟
信息①
联系教材“相关信息”可知，RuBP 即为C5。Rubisco 酶既可催化
C5固定CO2，又能催化C5与O2进行光呼吸。在CO2浓度高时，
有利于进行CO2固定，在O2浓度相对高时，有利于进行光呼吸
信息②
联系光合作用过程可确定，玉米叶肉细胞主要进行光反应和C4的
合成，维管束鞘细胞的叶绿体主要进行卡尔文循环，其过程与水
稻相同。玉米叶肉细胞中PEPC 酶对CO2亲合力高于Rubisco 酶
信息③[设问(1)]
联系教材“相关信息”可知，光合作用的产物有淀粉、蔗糖等，
其中蔗糖可进入筛管，再通过韧皮部运输到植物各处
注：维管束的主要作用是为植物体输导水分、无机盐和有机养料等。
1．（2025·湖南长沙·模拟预测）下图是发生在叶肉细胞内相关膜结构上的代谢过程示意图。请根据所学知
识回答下列问题：
(1)图1、图2 中的膜结构分别是 。
(2)图2 所示膜上 NADH 来自 (填场所)。来自NADH 的电子沿电子传递链传递时，释放出来的能
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量驱动途中 (填序号)号转运蛋白转运H⁺从线粒体基质到膜间隙，进而使H⁺以 方式通过
ATP 合成酶，从而合成ATP。
(3)若将该株植物放在一密闭玻璃罩内，用
18O 标记的水浇灌，请写出
18O 最快进入（CH2O）的过程(用文字
加箭头表示，并在箭头上写上相关生理过程)： 。
(4)图2 所示生理过程也能发生在小鼠体内。为研究短时低温对图2 所示阶段的影响，将生理状况相同的小
鼠在不同条件下处理，分组情况及结果如图3 所示。 已知 DNP 不影响电子传递，可使H⁺进入线粒体基
质时不经过ATP 合酶。与25℃相比，4 ℃温度下小鼠体温 (填“上升”“下降”或“不变”)，在
相同时间内有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多，请结合图2 和图3 推测此现象可能的原因： 。
2．（2025·河南·模拟预测）图1 和图2 为某植物的叶肉细胞的两个代谢过程。图1 中①、②、③、④表示
物质，PSⅠ、PSⅡ是光反应的光合色素一蛋白复合体。图2 中的三羧酸循环是细胞呼吸的重要环节。回答下
列问题：
(1)图1 所示代谢过程发生的场所是 （填具体部位）。据图分析，如果PSⅡ结构被破坏，②的合成
会受影响，原因是 。
(2)图2 中属于有氧呼吸第一阶段的过程是 （用文字和箭头）。三羧酸循环发生的场所是
（填具体部位），推测三羧酸循环可产生 。
(3)研究发现，某植物在特定环境下，叶片中的有机酸含量会随昼夜变化，这种变化与CO2的固定和释放密
切相关。研究人员将该植物分为两组，一组置于正常昼夜交替环境（对照组），另一组置于持续光照环境
（实验组），其他条件相同且适宜。一段时间后，发现对照组有机酸夜晚积累、白天消耗，植株生长良好；
实验组无此变化，生长状况不如对照组。
①对照组植物叶片夜晚积累有机酸，其意义是 。
②对照组植物叶片白天消耗有机酸，其意义是 。
③据实验结果推测，植物的这种机制可适应 条件。
3．（24-25 高三下·江西·阶段练习）同位素标记法广泛应用于生物学的研究中，卡尔文与同事利用探明了
光合作用中的碳固定途径，为了进一步探究
14CO2和哪种物质结合生成C3，卡尔文在反应中将的
14CO2浓度
由1%突然降至0.003%，检测部分物质的含量变化，结果如图所示。回答下列问题：
(1)图中表示C3和C5的分别是物质 ，在C3和C5之间相互转化时，需要的物质有
。
(2)若300s 后停止光照，短时间内C5含量 ，原因是 。
(3)若给植物提供H2
18O 和CO2，合成的（CH2O）中 （填“能”或“不能”）检测到
18O，原因
是 。
(4)科研人员用含
14N 标记的色氨酸的培养液栽培番茄，在食用番茄的人的血液中检测到¹标记的吲哚乙酸，
原因是 。
4．（2025·江西·二模）光是光合作用的能源，然而光能超过光合系统所能利用的量时，植物会启动自我保
护机制，导致光能转化效率的下降，这被称为光抑制。这种现象主要是由于过剩的光能导致光合机构的过
度激发，从而引发一系列的反应，包括光保护和光破坏两个方面。光合系统的多层次保护和修复机制如图
1 所示。回答下列问题：
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(1)为了适应环境，植物能够控制和调节光能在光系统间的平衡分配：光过多的时候通过 （写出两个
具体途径）以减少光能的吸收。
(2)叶黄素循环的热耗散是其中重要光保护机制之一、叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶
黄素V 和叶黄素Z 可以经过叶黄素A 发生相互转化（叶黄素循环）。图2 为在夏季晴朗的一天中，科研人
员对番茄光合作用相关指标的测量结果，Pn 表示净光合速率，Fv/Fm 表示光合色素对光能的转化效率。
①强光下，叶片内的叶黄素总量基本保持不变。据图2 分析12~14 时，叶黄素种类发生了 （填
“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤；根据IFv/Fm 比值变化推测，上述转化过
程引起光反应效率 （填“下降”或“上升”），进而影响碳同化。
②紫黄质脱环氧化酶（VDE）是催化上述叶黄素转化的关键酶，该酶定位于类囊体膜内侧，在酸性环境中
具有较高活性。在12~14 时，较强的光照促进产生
；同时，
借助质子传递体由 转运至 ，
从而产生维持VDE 高活性的pH 条件。
(3)光合复合体Ⅱ是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1 是其核心蛋白。在光能过剩时活
性氧（ROS）的大量积累可直接破坏D1 蛋白且抑制其合成，被破坏的D1 降解后，空出相应的位置，新合
成的D1 占据相应位置，光系统Ⅱ得以修复。为探究高温胁迫对植物光合速率的影响机理，研究者进行了
如下实验：以野生型番茄植株为实验材料进行探究，在实验第3 天时测定相关实验数据，如表所示（R 酶
参与碳反应）。
组
别
温
度
气孔导度
（mol·m2·s1
）
O2释放速率
（μmol·m2·s1
）
胞间CO2浓度
（μmol·mol-1
）
R 酶活性
（U·mL-1
）
甲
25
℃
99．2
11．8
282
172
乙
40
℃
30．8
1．1
403
51
①光合复合体Ⅱ位于叶绿体的 ，该复合体由蛋白质、电子传递体和 组成，其吸收的能量用于光
反应阶段。
②高温胁迫下，番茄植株光反应速率减慢，分析其原因可能是： （写出两点）。
5．（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花
生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量
（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种
W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。
回答下列问题：
(1)实验发现，在各施氮水平下，R 处理的花生植株氮素积累量均高于W 处理。据图a 分析原因是：施氮会
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花生结瘤，R 处理可 。
(2)分析图7b、c、d 可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而 ，供暗反应阶段利用；
施氮量超过N135 时，限制净光合速率上升的原因有 。
(3)花生在W 和R 处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略
并说明理由： 。
6．（2025·四川遂宁·二模）玉米利用CO2的代谢途径如下图1 中①~④所示，Rubisco、PEPC 和ME 是催化
相关反应的酶。已知Rubisco 由多个大亚基（L）和小亚基（S）以特定方式在叶绿体基质中组装而成，L
由叶绿体基因编码，S 由核基因编码。Rubisco 的活性对光合作用强度有重要影响。回答下列问题。
(1)玉米细胞中，参与Rubisco 合成的细胞器有 。
(2)玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞之间有发达的胞间连丝，二者都具有叶绿体，但维管束鞘细胞的叶绿体缺
少基粒结构。④过程所需能量主要由 细胞的光反应提供。③④构成循环，在物质代谢上具有的优点
是 。
(3)PEPC 对CO2的亲和力大约是Rubisco 的60 倍，使玉米在胞间CO2浓度较低时仍可维持较快的光合速率。
有人将PEPC 比作“CO2泵”，结合图1 解释该说法：当胞间CO2浓度较低时， 。
(4)RAF1 蛋白的功能是辅助Rubisco 的某一种亚基的正确组装，进而促进Rubisco 的组装。研究人员利用野
生型（WT）、RAFI 基因过量表达株（R）、S 基因过量表达株（S）、L 基因过量表达株（L）、S 基因和
RAF1 基因过量表达株（R-S）、三个基因都过量表达植株（R-L-S）在适宜的条件下进行了相关实验，结
果如图2 所示。根据实验结果推测RAF1 蛋白辅助 亚基的正确组装。据图可知，过量合成的Rubisco
部分没有活性，依据是 。
7．（24-25 高三上·河南信阳·开学考试）我国新疆是世界上重要的优质棉花产地。作为重要的经济作物，
棉花叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作过程如图1 所示。图1 中酶
a 为暗反应的关键酶，酶b 为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶，字母A
G
﹣
代表物质。
(1)在光照充足环境中，图1 中物质B 的去路有 。
(2)图1 中酶a 催化暗反应中的 过程。F 形成三碳糖时需要的能源物质D 有 。
(3)研究表明，高温胁迫（40℃以上）会降低酶a 的活性。据此推测，在高温胁迫下，短时间内物质
（填字母）含量会上升。
(4)为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10 个棉铃的植株，去除不
同比例棉铃，3 天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比，结果如图2。
①光合产物的积累会影响光合作用的速率，图2 两条曲线中代表叶片CO2固定速率的曲线是 ，本实
验中对照组植株CO2固定速率相对值是 。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量
（填“增加”、“不变”或“减少”），进而在叶片中积累。
③综合上述结果可推测，棉花去棉铃后会对光合作用有 作用。
(5)有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性的开合现象，被称为“气孔振荡”。研究发现，气孔振荡周期
中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致，推测气孔振荡是棉花植株在 （填“干旱”、“寒冷”
或“潮湿”）环境中经过长期进化而产生的适应性机制，“气孔振荡”的具体意义是 。
8．（2025·山东青岛·一模）银杏叶中的黄酮醇具有重要的药用价值。为探究红蓝光质比例对银杏幼苗光合
特性及黄酮醇含量的影响，科研人员以银杏幼苗为实验材料，在适宜的光照强度下，设置红蓝光组合比例
分别为1∶1（1R1B）、1∶3（1R3B）、1∶5（1R5B）和白光（W，对照）4 种光质处理，处理20d 后检
测银杏净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及总黄酮醇含量，结果如图所示。
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(1)由图可知，实验组的净光合速率都比对照组高，原因是 。实验组净光合速率的变化主要由非
气孔因素导致，原因是 。
(2)不同比例红蓝光对银杏叶总黄酮醇含量的影响为 。黄酮醇是银杏叶细胞的次生代谢物，与传
统的从银杏叶中提取黄酮醇相比， 技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换
培养液的目的 。（答出两点）
(3)除光质外，光照和黑暗交替频率也可以影响银杏的光合产物积累量。研究人员采用光照、黑暗交替进行
的方式处理生理状态相同的银杏幼苗，其中光照和黑暗的总时长相同。结果发现随着光暗交替次数的增加
和交换频率的加快，银杏幼苗有机物的积累量逐渐增加，请从光合作用的过程角度分析，出现上述现象的
原因 。
9．（2025·陕西宝鸡·二模）为测定光合作用速率的变化，某科研小组将番茄放入密闭的透明玻璃小室中、
如图甲所示。将该装置放于自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物氧气量的变化，结果如图乙。请据图
分析并回答下列问题：
(1)图乙曲线中，BC 段相比于AB 段下降放缓的原因是 D 点时番茄叶肉细胞的光合强度
（填“大于”或“等于”或“小于”）呼吸强度，此时产生ATP 的场所有 。
(2)图甲装置中有色液滴移到最右侧时对应图乙曲线中的 点。据图乙曲线分析，番茄经一昼夜的培养
后，体内有机物总量的变化情况是 （填“增加”、“减少”或“不变”）。
(3)如果要测定该植物的真正光合作用速率，还需增加一组实验，其设计思路是 。
(4)该小组成员将番茄叶片放在温度适宜的密闭容器内，短时间测量容器内O2量参变化，结果如图丙所示。
若叶片的呼吸速率始终不变，则在5~15min 内，番茄纤片光合作用的平均速率（用单位时间内O2生量表
示）是 mol/min。
10．（24-25 高三下·江苏南通·开学考试）为研究草莓去果（库）对叶片（源）光合速率的影响，科研人员
选取生长健壮且一致的草莓植株待长出6 个果时开始处理，处理分为两组：留5 个果和不留果，一段时间
后，测定了两组草莓的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci），实验结果见下图。
请回答：
(1)试验过程中随时摘去新生的 以保持每株的源库数量比不变。
(2)18 点时不留果组叶肉细胞光合作用产生的氧气的去向有 。淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合
成场所在 。
(3)结合图1、2、3 分析，与a 点相比，b 点时刻光合速率下降的主要原因是 。
(4)与b 点相比，c 点光合速率较低的主要原因是 。
(5)已知光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引
起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（NPQ）。科研
人员继续研究了留5 个果组和不留果组qP 和NPQ 随时间变化，结果如图4。
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①据图4 分析，B 组是 ，与A 组相比，B 组NPQ 较高的原因是 ，意义是 。
②根据实验结果可知，对于采摘过果实的草莓植株应进行 处理。
11．（2025·河南·二模）某研究团队进行5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）对干旱胁迫下沙棘叶绿素合成和光合
作用影响的实验。该实验分五组：T1（无干旱胁迫）、T2（干旱胁迫）、T3（干旱胁迫+40mg·L-1的5-
ALA）、T4（干旱胁迫+80mg·L-1的：5-ALA）、T5（干旱胁迫+120mg·L-1的5-ALA），实验结果如图、表
所示。回答下列问题。
处理
沙棘叶片净光合速
率/（μmol·m-2·s-1）
第15
天
第
30
天
第
45
天
第
60
天
T1
23.6
26.5
27.6
24.5
T2
19.3
17.3
14.4
12.5
T3
20.4
19.5
17.6
14.2
T4
22.4
24.4
23.4
19.3
T5
21.5
23.8
23.6
19.4
(1)正常情况下沙棘叶片呈现绿色，原因是 。
(2)据图分析，与T1组相比，T2组沙棘叶片净光合速率降低的原因是 。
(3)据表分析，为提高沙棘在干旱胁迫下的净光合速率，生产上可采用的措施是 。
(4)有研究认为外源喷施5-ALA 提高干旱胁迫下沙棘叶片净光合速率还可能与5-ALA 促进干旱条件下植物
气孔开放有关。请设计实验进行验证，写出实验思路并预期实验结果 （注：以气孔导度为观测指
标，测量方法不作要求）。
12．（24-25 高三下·江苏南通·阶段练习）某研究小组为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影
响。科研人选取发育进程与长势一致的转基因大豆幼苗，在高温条件下进行相关实验，部分结果如图1。
请回答：
(1)科研人员发现，随着高温干旱时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，部分甚至脱落，阐述其主要意义
。
(2)分析图1 中数据可知，第2~4d 由于高温干旱，保卫细胞 （“吸水”或“失水”）导致气孔关
闭，胞间CO2浓度降低。第图14~6d 胞间CO2浓度升高的主要原因是 （默认呼吸作用强度稳定）。
此时大豆根尖细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质量增加，其主要意义可能是 。
(3)大豆在光照条件下可进行光呼吸，部分过程如图2 所示。
a.图2 中①过程需要的甲是由 （物质）构成的捕光复合物PSII，该过程生成的物质乙是 。
b.光呼吸会消耗光合作用中间产物，因此提高农作物的产量时要适度降低光呼吸。下列措施不易达到目的
是 。
A．增施有机肥 B．适时适量浇水 C．降低温度
c.大豆光呼吸过程降低农作物产量，但在进化过程中得以长期保留，其对植物的积极意义主要有：消耗光
反应过剩的 ，减少对叶绿体结构的损害；补充部分 ，减少碳的损耗。
(4)为研究光呼吸，将大豆放在一个密闭的恒温玻璃小室中，依次增强光照强度，随着时间的推移，温室内
CO2浓度随光照强度的变化图3，c 点时，该株大豆总光合速率 （填“等于”、“大于”“小
于”）总呼吸速率，此时表皮细胞合成ATP 的场所是 。
13．（2025·宁夏石嘴山·一模）气孔是由两个保卫细胞（含有叶绿体）围成的空腔，主要分布在植物叶片
表皮。研究者利用拟南芥对气孔开闭的条件和机理进行了相关的研究。回答下列问题：
(1)提取拟南芥叶片中的色素时，加入碳酸钙的作用是 ，用纸层析法分离色素时，叶绿素a 和叶绿
素b 在层析液中溶解度较大的是 。
(2)干旱可诱导拟南芥体内脱落酸（ABA）含量增加以减少失水，催化ABA 的生物合成需要关键酶N 和分
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泌型短肽C（由C 基因表达产生）。分别用微量的分泌型短肽C 或ABA 处理拟南芥根部后测定叶片气孔
开度，实验结果如下表（已知拟南芥根部处理前的气孔开度为0.9）。该实验的因变量是 ，与处
理前比较，分泌型短肽C 和ABA 均能够 （填“增加”或“降低”）气孔开度，据此说明干旱环
境中用分泌型短肽C 和ABA 处理拟南芥均可增强植株抗旱能力的机制是： 。
1
3
ABA 处理
0.
6
0.
4
分泌型短肽C 处
理
0.
8
0.
5
(3)为进一步探究分泌型短肽C 的作用机制，分别在正常和干旱环境下处理两种拟南芥（野生型和C 基因缺
失突变体），实验结果如图所示。经干旱处理后C 基因缺失突变体中的N 基因表达量和ABA 含量均显著
低于野生型，但都高于对照组（正常环境），说明 ；C 基因缺失突变体在正常和干旱环境中ABA
含量都>0，说明 。
14．（2025·广东湛江·一模）国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置
自然光对照（CK）、遮阴10%（S1）、遮阴20%（S2）、遮阴30%（S3）、遮阴40%（S4）共5 组进行相
关实验，培养一段时间后测定结果如表所示。请回答下列问题：
组
别
叶绿素含量/相对值
气孔导度/相对值
净光合速率/相对值
CK
0.62
0.24
10.43
S1
0.72
0.27
10.52
S2
0.83
0.29
12.75
S3
0.76
0.27
11.39
S4
0.59
0.25
9.48
(1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP 的场所有 ，光合作用时能量的转化过程是 （用箭头
和文字表示）。
(2)本实验的自变量是 ，与CK 组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量 （填“增多”或“减少”），
从光合作用的过程分析，其原因是 。
(3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是 。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的
基础上，在遮阴程度为 的范围内进一步进行实验。
(4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为
。
(5)某林区曾是一片河滩荒地，园林部门秉承生态优先理念，栽植刺槐、榆树、桑树等树木，将河滩荒地变
身生态屏障，其演替类型属于 ，人类活动往往可以改变群落演替的 。
15．（2025·福建泉州·模拟预测）研究发现，热胁迫导致番茄因果实发育受限而减产。为进一步探究热胁
迫导致番茄减产的原因，研究人员对正常环境和热胁迫下番茄果实的生理指标进行检测，部分实验结果如
图1。回答下列问题：
(1)根据图1，蔗糖酶催化蔗糖水解为 ；热胁迫导致番茄果实发育受限的可能原因是 。
(2)为进一步验证热胁迫导致番茄果实发育受限的原因，科研人员利用野生型番茄植株（W）、LIN5 功能
缺陷植株（X）和LIN5 过表达植株（Y），在正常条件下开展相关实验，结果如图2。研究人员运用源库
理论对实验结果进行分析。源库理论认为植物体内光合产物从源器官（如叶）向库器官（如根、茎、果实、
种子等）的运输与分配过程受体内外因素的影响。
①根据源库理论分析图2， （填“能”或“不能”）说明图1 中番茄果实发育受限的原因之一是有
机物来源减少，理由是 。
②根据源库理论推测，在正常条件下LIN5 过表达时，番茄果实发育仍然受限的原因可能是 ；研究
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人员通过检测实验组和对照组放射性信号在源器官和库器官中的分布验证此推测。其中，实验组至少应包
括 。
a．用
14C 标记的蔗糖处理X 的叶片 b．用
14C 标记的蔗糖处理Y 的叶片
c．用
14C 标记的果糖和葡萄糖处理X 的叶片 d．用
14C 标记的果糖和葡萄糖处理Y 的叶片
(3)综上，在野外条件下热胁迫对番茄果实的影响 （填“有利于”或“不利于”）番茄物种的生存，
理由是 ：在人工栽培条件下，为减少热胁迫导致的番茄减产，可利用热响应元件改造野生型番茄
LIN5 的 （填“启动子”或“终止子”），以增强果实中LIN5 在热胁迫下的表达。
