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重难点03 探究逆境胁迫对植物生长的影响
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱
（1）盐碱胁迫对植物生长的影响
（2）温度胁迫对植物光合作用、基因表达等的影响
（3）干旱胁迫对植物激素调节的影响
3.创新情境练：知情境练突破
4.限时提升练：（30min）综合能力提升
考点
历年考情分析
2025 考向预测
探究逆境胁迫对植物生
长的影响
2023 辽宁：盐碱胁迫对不同品种花生光合作用的影
响。
2024 黑吉辽：研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的
原因。
逆境胁迫包括高温胁迫、
盐碱胁迫等多个角度，相
关试题可结合物质运输、
光合作用、植物激素调节
等知识考查，且多结合实
验情境探究逆境胁迫对植
物生长指标的影响、作用
机理等，引导考生深刻理
解生物学原理在生产实践
中的应用。
1.盐碱胁迫对植物生长的影响
2.温度胁迫对植物光合作用、基因表达等的影响
1
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3.干旱胁迫对植物激素调节的影响
（建议用时：30 分钟）
1．（辽宁省名校联盟2024-2025 学年高三上学期9 月联合考试·盐胁迫对植物细胞物质运输的影响）盐胁
迫时，大量Na⁺通过单价阳离子通道进入细胞后，引起细胞内二价阳离子（如Ca2⁺）浓度迅速升高。钙结
合蛋白OsSOS3/CBL4 感知盐胁迫引起的胞质钙信号，与OsSOS2/OsCIPK24 相互作用使其磷酸化，磷酸化
的OsSOS2/OsCIPK24 迅速激活细胞膜和液泡膜上的Na⁺/H⁺反向转运蛋白OsSOSl，利用H⁺浓度差促使Na⁺
排出细胞和进入液泡，从而降低细胞质基质中的Na⁺浓度。下列说法错误的是（ ）
A．大量Na⁺通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量
B．OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后，其构象和功能发生改变
C．细胞膜和液泡膜上的Na⁺/H⁺反向转运蛋白发挥作用时直接消耗ATP
D．细胞质基质中Na⁺浓度下降的同时，细胞质基质的pH 将有所下降
【答案】C
【来源】辽宁省名校联盟2024-2025 学年高三上学期9 月联合考试生物试题
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要转运蛋白协助，不消耗
能量。
2
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2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗
能量。
3、主动运输的特点是可以逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、通过离子通道的运输方式为协助扩散，不消耗能量，故大量 Na+通过单价阳离子通道进入细
胞时不消耗能量，A 正确；
B、由题意可知，OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后，迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白
OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡，说明其构象和功能发生了改变，B 正确；
C、质膜和液泡膜上的 Na⁺/H⁺反向转运蛋白发挥作用时不直接消耗 ATP，而是利用H+浓度差形成的势能，
C 错误；
D、质膜和液泡膜上的 Na⁺/H⁺反向转运蛋白发挥作用时，Na⁺排出细胞和进入液泡，细胞质基质 Na⁺浓度
下降，而H+则不断进入了细胞质基质，使细胞质基质的pH 下降，D 正确。
2.（2024 届吉林省长春市高三质量监测（四）·低温胁迫对植物细胞基因表达等的影响）研究发现，植物受
冰冻低温胁迫后会出现细胞质泄漏、ROS（活性氧，能对细胞产生氧化毒害）积累、细胞渗透失水等现象。
细胞质泄露是由细胞壁和细胞间隙中形成的冰晶使细胞膜破损所致，且特定条件下，破损的细胞膜又会发
生再封闭，过程如图所示。
注：SYT1 的功能是与Ca2+结合，促进囊泡与细胞膜融合；C2A 和C2B 表示SYT1 上Ca2+结合结构域。
回答下列问题。
(1)据图分析，农作物遭受冰冻伤害时，可施用 以防止发生细胞质泄露。
(2)与野生型植物相比，敲除了SYT1 相关基因突变体的抗冻性会 （填“升高”“降低”或“不
变”），原因是 。
(3)为进一步研究冰冻低温胁迫条件下外源ABA 对植物生理指标的影响，科研人员以同一植物的两个品种
W3 和Cph12 为实验材料，在不同外源ABA 浓度下进行相关实验，实验数据如下表所示。
ABA 浓
W3
Cph12
3
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度（mg/L）
SOD 活性（U/g）
脯氨酸
含量（μg/g）
SOD 活性（U/g）
脯氨酸
含量（μg/g）
常温对照
组
0.00
110.23
111.37
111.21
23.34
冰冻低温
胁迫组
0.00
248.51
111.40
130.40
24.69
50.00
281.32
154.89
146.13
31.24
100.00
352.28
224.64
154.23
36.82
注：SOD 是超氧化物歧化酶，能及时清除细胞内的ROS；脯氨酸是渗透调节物质，能有效防止植物细胞渗
透失水。
据表分析，上述两个品种中 更耐低温。外源ABA 提高品种W3 抗冻性的效果 （填“优
于”“等于”或“差于”）品种Cph12，判断依据是 。
【答案】(1)钙盐（钙离子）
(2) 降低 敲除SYT1 相关基因突变体无法正常合成SYT1 ，不能与Ca2+结合促进囊泡与受损的细
胞膜融合 ，无法完成细胞膜再封闭，更容易发生细胞质泄露
(3) W3 优于 随着外源ABA 浓度升高，品种W3 的SOD 活性和脯氨酸含量 提升幅度显著高
于品种Cph12，有利于提升植物对冰冻低温胁迫的耐受能力
【分析】基因的表达是指基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译；转录：以DNA 为模板合成RNA
的过程，需要的原料为四种游离的核糖核苷酸，消耗能量；翻译是以mRNA 为模板合成有一定氨基酸序列
的蛋白质，该过程需要消耗能量且需要tRNA 携带氨基酸。
【详解】（1）由ABCD 四图可知，在钙离子进入细胞质基质中后，能够使得细胞膜关闭，防止细胞质的
泄露，在一定程度上阻挡冰害的入侵，故据图分析，农作物遭受冰冻伤害时，可施用钙盐（钙离子）以防
止发生细胞质泄露。
（2）与野生型植物相比，敲除了SYT1 相关基因突变体的抗冻性会降低，因为敲除SYT1 相关基因突变体
无法正常合成SYT1，不能与Ca2+结合促进囊泡与受损的细胞膜融合，无法完成细胞膜再封闭，更容易发
生细胞质泄露，抗冻性降低。
（3）据表分析，上述两个品种中W3 的SOD 活性和脯氨酸的含量更高，所以更耐低温。随着外源ABA 浓
度升高，品种W3 的SOD 活性和脯氨酸含量提升幅度显著高于品种Cph12，有利于提升植物对冰冻低温胁
迫的耐受能力，所以外源ABA 提高品种W3 抗冻性的效果优于品种Cph12。
3.（高温胁迫对蓝莓光合作用的影响）某科学家研究高温胁迫对蓝莓光合作用的影响实验结果如图所示，
其中高温胁迫是指将蓝莓植株置于40℃、其他条件适宜环境下培养；恢复是指将高温胁迫12 天的蓝莓植
株转移到25℃、其他条件适宜环境下恢复3 天。
4
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（1）应选取多株 的蓝莓植株进行实验处理，选取多株蓝莓进行实验的目的是
。图1 实验结果可以看出高温胁迫对净光合速率的影响是 。
（2）高温对光合作用的影响包括气孔限制因素（CO2供应不足影响光合作用）和非气孔限制因素（非CO2
因素限制光合作用）。由图2、图3 结果分析，随高温胁迫时间延长，9-12 天高温对光合作用的影响主要
是 （填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”），判断依据是 。
（3）qP 是一个反映植物的光反应系统将光能转化为化学能的能力指标。据图4 分析，高温胁迫9-12 天，
光合速率较低的原因是光反应有关酶活性下降，生成的 不足限制了暗反应。
【答案】 生长状况相同 控制无关变量，防止生物自身等偶然性因素的出现，以保证实验结果的
准确性 抑制了净光合作用 非气孔限制因素 9-12 天气孔导度和7-8 天相同，但胞间CO2浓度
比7-8 天高 [H]和ATP
【分析】从图中看出随着高温胁迫的天数的增加，净光合作用和气孔导度下降，而胞间CO2浓度先减少后
增加，恢复3 天后各项指标恢复正常。
【详解】（1）本实验自变量是高温胁迫的天数，因变量是测定的各项指标，所以蓝莓的生长状况相同；
选取多株蓝莓的目的是控制无关变量，防止生物自身等偶然性因素的出现，以保证实验结果的准确性；从
图1 看出在高温胁迫的条件下，净光合作用呈下降趋势，说明高温胁迫抑制了净光合作用。
（2）从图2 和图3 看出，9-12 天气孔导度和7-8 天相同，但胞间CO2浓度比7-8 天多，所以9-12 天高温影
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响光合作主要是非气孔限制因素。
（3）如果高温使光反应的酶活性降低，将导致光反应产生的[H]和ATP 不足。
4.（辽宁省名校联盟2024-2025 学年高三上学期12 月月考·干旱胁迫对植物激素调节的影响）脱落酸
（ABA）被合成之后，通过叶脉中的输导组织运输到叶片中，然后发生下图所示的运输途径，箭头表示
ABA 的运输方向。下列叙述错误的是（ ）
A．脱落酸能够促进花、叶、果实的衰老与脱落
B．在正常状态下，脱落酸主要被叶肉细胞吸收储存，被保卫细胞吸收的部分较少
C．干旱胁迫条件下，脱落酸主要被保卫细胞吸收，导致保卫细胞吸水膨胀，气孔关闭
D．有些植物在正午光照强的时候光合速率反而很低，与干旱胁迫导致的现象有关
【答案】C
【分析】脱落酸合成的部位有根冠、萎蔫的叶片等；其主要作用是抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和
脱落。
【详解】A、脱落酸能够促进花、叶、果实的衰老与脱落，A 正确；
B、观察图片，对比正常情况和干旱胁迫时脱落酸的去向，可知在正常状态下，脱落酸主要被叶肉细胞吸
收储存，被保卫细胞吸收的部分较少，B 正确；
C、保卫细胞吸水膨胀，气孔开放，C 错误；
D、干旱胁迫导致气孔关闭，有些植物在正午光照强的时候光合速率反而很低，即光合午休，也是因为中
午温度高，气孔大量关闭，减少蒸腾作用散失水分，但同时也减少了二氧化碳进入叶片组织，所以光合作
用会减弱，D 正确。
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（建议用时：30 分钟）
1．（黑龙江省黑河市2024-2025 学年高一上学期11 月期中）拟南芥液泡膜上存在钠氢交换体，它可以利
用液泡内外的H+电化学梯度将H+转运出液泡，同时将Na+由细胞质转运进液泡。部分物质跨液泡膜转运过
程如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．H+进入液泡的跨膜方式为协助扩散，运出液泡的跨膜方式为主动运输
B．由图可知Cl-跨液泡膜的转运方式是协助扩散
C．Na+以协助扩散的方式从细胞质基质进入液泡
D．Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大，有利于细胞失水从而提高拟南芥的耐旱能力
【答案】B
【分析】由图可知， H+进入液泡需要消耗能量，也需要载体蛋白，故跨膜方式为主动运输，则液泡内的
细胞液中H+浓度大于细胞质基质，说明H+运出液泡是顺浓度梯度，因此方式是协助扩散；液泡膜上的Na+
/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内，说明Na+进入液泡的直接
驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+的进入液泡的方式为主动运输。
【详解】A、H+进入液泡需要消耗ATP，为主动运输，运出液泡的跨膜方式为协助扩散，A 错误；
B、由图中通道蛋白得知Cl-跨膜方式为协助扩散，B 正确；
C、液泡膜上的Na+ /H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内，说明
Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+的进入液泡的方式为主动运输，
C 错误；
D、Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大，有利于细胞吸水，从而提高拟南芥的耐旱能力，D 错误。
2．（黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学2024-2025 学年高三上学期期中考试）在偏碱性的土壤中Fe3+通
常以不溶于水的Fe（OH）3形式存在，溶解度低，难以被植物吸收。在长期的进化过程中，某植物形成了
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如图所示的铁吸收机制。据图分析，下列说法错误的是（ ）
A．ATPase 和Fe3+还原酶具有催化和运输功能
B．H+的外排有利于铁化合物的溶解和吸收
C．经常松土，有利于增强植物对铁的吸收
D．缺铁胁迫下，图中膜蛋白基因表达量会增加
【答案】A
【分析】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；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运
输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体蛋白和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，
K+等。
【详解】A、据图可知，ATPase 具有催化（催化ATP 水解）和运输（运输H+）功能，Fe3+还原酶只有催化
作用，A 错误；
B、Fe3+被还原成Fe2+会消耗NADH，同时产生了H+，而后Fe2+可被转运至细胞内，且Fe2+被吸收消耗的能
量来自细胞膜两侧的H+电化学势能，可见H+的外排有利于铁化合物的溶解和吸收，B 正确；
C、经常松土，提高土壤中氧气含量，有利于细胞呼吸，利于植物对铁的吸收，C 正确；
D、缺铁胁迫下，图中膜蛋白合成量会上升，进而促进对铁的吸收，D 正确。
3．（2024 年新课标高考生物真题吉林卷）为研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的原因，研究者检测了
高浓度砷酸盐处理后拟南芥根的部分指标。据图分析，下列推测错误的是（ ）
A．砷处理6h，根中细胞分裂素的含量会减少
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B．砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关
C．增强LOG2 蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用
D．抑制根生长后，植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长
【答案】A
【分析】生长素的作用具有两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
【详解】A、分析图1 可知，砷处理6h，细胞分裂素水解酶基因相对表达量远低于细胞分裂素合成酶基因
相对表达量，根中细胞分裂素的含量会增加，A 错误；
B、结合图2、3 推测，与空白对照组相比，砷处理组生长素含量高但是根长度短，砷处理抑制根的生长可
能与生长素含量过高有关，B 正确；
C、结合图1，随着砷处理时间的延长，LOG2 基因相对表达量减少，推测增强LOG2 蛋白活性可能缓解砷
对根的毒害作用，C 正确；
D、根可吸收水和无机盐，抑制根生长后，植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长，D 正确。
4．（黑龙江省大庆市2024-2025 学年高三上学期11 月期中）干旱胁迫会提高植物体内脱落酸（ABA）的
含量，降低生长素（IAA）和细胞分裂素（CTK）的含量，使光合速率降低。相关叙述错误的是（ ）
A．ABA 含量升高促进气孔关闭，导致光合速率降低
B．IAA 含量降低促进乙烯的合成，导致光合速率降低
C．CTK 含量降低引起叶绿素合成减少，导致光合速率降低
D．植物光合作用是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
【答案】B
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植物生
命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，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。
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
表达进行调节。
【详解】A、ABA 含量升高促进气孔关闭，CO2吸收减少，导致光合速率降低，A 正确；
B、IAA 含量升高促进乙烯的合成，B 错误；
C、CTK 可以促进叶绿素的合成，CTK 含量降低引起叶绿素合成减少，导致光合速率降低，C 正确；
D、结合题干信息“干旱胁迫会提高植物体内脱落酸（ABA）的含量，降低生长素（IAA）和细胞分裂素
（CTK）的含量，使光合速率降低”可知，植物光合作用是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的，
D 正确。
5．（辽宁省东北育才学校2024-2025 学年高三上学期联合考试）干旱胁迫对光合作用影响较大，干旱持续
时间越长，植物的光合速率降低也越明显，进而影响植物的生长发育。回答下列问题：
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(1)干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内的 （结构）受损，为暗
反应提供的 减少，从而光合速率降低。
(2)生物学家研究干旱胁迫与气孔导度（气孔张开程度）以及胞间CO2浓度的关系时，发现轻度胁迫下，气
孔导度和胞间CO2浓度同时下降，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：将长势一致的苦槠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（如图）。
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与干旱处理时相比，干旱后恢复供水，生长更显著的是 （填“细根”或“幼叶和茎尖”）。
【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP、NADPH
(2)轻度胁迫下，气孔部分关闭，CO2供应不足，导致胞间CO2浓度下降，所以气孔导度和CO2浓度都下降
(3) 减少 图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加 幼叶和茎尖
【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，具体是在光
照条件下水分解为氧气和NADPH，同时将光能转化为ATP 中的能量。暗反应的发生不需要光照，但需要
光反应阶段生成的ATP 和NADPH，具体反应是二氧化碳和五碳化合物合成三碳化合物，然后三碳化合物
被NADPH 还原成五碳化合物和有机物，并将ATP 中的能量转化到有机物中。暗反应发生在叶绿体基质中。
【详解】（1）光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，具体是在光照条件下水分解为氧气和NADPH，
同时将光能转化为ATP 和NADPH 中的能量。在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能
是叶绿体内类囊体薄膜受损，为暗反应提供的ATP 和NADPH 减少，从而光合速率降低。
（2）轻度胁迫下，主要是气孔因素起作用，此时部分气孔关闭，CO2供应不足，导致气孔导度和胞间CO2
浓度同时下降。
（3）①由图可知，与对照组相比，干旱处理后成熟叶中
14C 光合产物的滞留量增加，说明干旱胁迫会导致
成熟叶光合产物的输出量减少。
②干旱后恢复供水，幼叶和茎尖中的光合产物滞留量较干旱处理有更加明显的增加，所以生长更显著的是
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幼叶和茎尖。
6．（辽宁省七校名校协作体2024-2025 学年高三上学期11 月考试）植物在长期进化过程中，为适应不断
变化的光照条件，形成了多种光保护机制，包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1 蛋白周转
依赖的PSⅡ损伤修复机制。重金属镉（Cd）很难被植物分解，可破坏PSⅡ（参与水光解的色素-蛋白质复
合体），进而影响植物的光合作用。
(1)光合作用过程中，NADPH 的作用是 。PSⅡ中的色素可用 （溶剂）进行提取。
(2)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）。如图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。请回答问题：
①强光下，叶片内的叶黄素总量基本保持不变。在12～14 点间，（A+Z）/（V+A+Z）的比值上升，其原
因是叶黄素中的一部分 转变成了 ，该转化过程表明了植物体内这三种叶黄素中， 在植物
叶黄素循环耗散光能过程中起关键作用：根据Fv/Fm 比值变化推测，上述转变过程能使部分光能转变为热
能散失，引起光反应生成 的效率下降，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 点间，较强的光照通过促进 （填过程）产生H+，H+借助类囊体膜蛋白从
转运至类囊体腔，从而提高类囊体腔内的H+浓度，维持VDE 高活性。
(3)为了探究D1 蛋白周转和叶黄素循环在番茄光保护机制中的作用，科研人员用叶黄素循环抑制剂
（DTT）、D1 蛋白周转抑制剂（SM）和5mmol/LPI20 的CdCl2处理离体的番茄叶片，检测PI 值（性能指
数，反映PSⅡ的整体功能），结果如下图。
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据图分析，镉胁迫条件下，叶黄素循环对番茄的保护比D1 周转蛋白对番茄的保护 （填“强”“弱”
“相等”），判断依据是 。
【答案】(1) 为暗反应提供能量、还原C3 无水乙醇
(2) 叶黄素V 叶黄素A 叶黄素A ATP 和NADPH 水的光解 叶绿体基质
(3) 强 镉胁迫条件下，用DTT 处理WT 番茄叶片后，单位时间PI 下降幅度大于用SM 处理后的
PI 下降幅度
【分析】1、据第一个图分析可知绿叶通过气孔从外界吸收的 CO2，在特定酶的作用下，与 C5（一种五碳
化合物）结合，这个过程称作 CO2的固定。一分子的 CO2被固定后，很快形成两个 C3分子。在有关酶的
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为糖类；另一些接受能量并被还原的 C3，经过一系列变化，
又形成 C5。这些 C5 又可以参与 CO2的固定。
2、据第二个图分析可知，随着处理时间的变化，对照组的PI 值基本不变，三个实验组的PI 值都是先快速
下降，后缓慢下降，最终保持相对稳定。其中，WT+Cd+DTT 组的PI 值下降最快，值最小。
【详解】（1）NADPH 作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段C3的还原，同时也储存部分能量供暗反应阶段
利用。PSⅡ中的色素为参与光合作用的色素，溶于有机溶剂，可用无水乙醇提取。
（2）强光下，叶片内的叶黄素总量基本保持不变。由题干信息可知，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，所以在12～14 点间，由于叶黄素中的一部分叶黄
素V 转变成了叶黄素A，导致（A+Z）与（V+A+Z）的比值上升。12～14 点时光照较强，该转化过程表明
了植物体内这三种叶黄素中，叶黄素A 在植物叶黄素循环耗散光能过程中起关键作用；根据Fv/Fm 比值在
12～14 时下降推测，上述转变过程能使部分光能转变为热能散失，引起光反应生成ATP 和NADPH 的效率
下降，进而影响碳同化。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 点间，较强的光照通过促进水的光解过程产生H+，H+借
助类囊体膜蛋白从叶绿体基质转运至类囊体腔，从而提高类囊体腔内的H+浓度，维持VDE 高活性。
（3）据图可知，与对照组相比，SM 和DTT 处理下番茄PI 值下降，且镉胁迫条件下，用DTT 处理WT 番
12
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茄叶片后，单位时间PI 下降幅度大于用SM 处理后的PI 下降幅度。因此，在镉胁迫条件下，叶黄素循环对
番茄的保护比D1 周转蛋白对番茄的保护强。
7．（吉林省白城市洮北区白城市第一中学2024-2025 学年高三上学期10 月期中）夏季，植物经常受到高
温和强光的双重胁迫。研究发现：当光照过强，植物吸收的光能超过其所需要时，会导致光合速率下降，
这种现象称为光抑制。有关光抑制的机制，一般认为： 在强光下，一方面因NADP＋不足使电子传递给O2
形成O
；另一方面会导致还原态电子积累，形成三线态叶绿素（
3chl），
3chl 与O2反应生成单线
1O2.O O
和
1O2都非常活泼，如不及时清除，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心的D1蛋白，从而损伤光合结构。类胡
萝卜素可快速淬灭
3chl，也可以直接清除
1O2，起到保护叶绿体的作用。请回答下列问题：
(1)根据图1 分析，PSⅡ位于 （细胞结构）；请从光反应和暗反应物质联系的角度，分析强光条件
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下NADP＋不足的原因： 。
(2)图2 是夏季连续两昼夜内，某杏树CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1~S5表示曲线与横轴围成的面积。
造成图2 中MN 段波动的主要外界因素是 。经过这两昼夜，该杏树仍正常生长，则有机物的积
累量在图示 （填字母）时刻达到最大值。图中S2明显小于S4，造成这种情况的主要外界因素最
可能是 。
(3)光合作用中的Rubisco 酶是一个双功能酶，在光下，它既能催化C5与CO2的羧化反应进行光合作用，又
能催化C5与O2的加氧反应进行光呼吸（如图3）。羧化和加氧作用的相对速率完全取决于CO2和O2的相
对浓度。研究发现，光呼吸也能对光合器官起保护作用，避免产生光抑制，请根据图3 分析原因：
。
【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 强光条件下，光反应产生的NADPH 多于暗反应消耗的量，导致
NADP＋供应不足
(2) 温度 I 光照强度
(3)光呼吸可以消耗多余的ATP 和NADPH，从而对光合器官起保护作用，避免产生光抑制
【分析】分析图2：表示夏季连续两昼夜内，植物CO2吸收量和释放量的变化曲线图。在一昼夜中，夜晚
由于缺少光照，植物体无法进行光合作用，只进行呼吸作用，释放出CO2；白天，随着开始进行光照，光
合作用开始，且强度逐渐增强，直到B 点，CO2释放量和吸收量为0，说明光合作用消耗的CO2量与呼吸
作用释放的CO2量相等，此时整个植株的光合强度等于呼吸强度；随着光照强度的不断增加，光合作用强
度逐渐增强，植物体开始从外界吸收CO2，光合强度大于呼吸强度；到下午光照强度减弱，植物光合作用
强度也逐渐下降。
【详解】（1）根据图1 分析，PSⅡ可以吸收光能，位于叶绿体类囊体薄膜；NADP＋和H+、e-反应生成
NADPH，由于强光条件下，光反应产生的NADPH 多于暗反应消耗的量，导致NADP＋供应不足。
（2）影响植物细胞呼吸的主要因素是温度，夜间温度有起伏，故造成MN 段波动的因素为温度。I 点时植
株的光合强度等于呼吸强度，超过I 点有机物消耗大于合成速率，故这两昼夜有机物的积累量在I 时刻达
到最大值。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和CO2浓度，故两昼夜中，造成S2明显小于S4
的外界因素最可能是光照强度。
（3）据图3 分析可知，光呼吸可以消耗多余的ATP 和NADPH，从而对光合器官起保护作用，避免产生光
抑制。
8．（2023 年新高考辽宁卷高考真题）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的
花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题：
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(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括 ，主要吸收 光，可用 等有机溶剂从叶片中提取。
(2)盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是 。
(3)在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl 添加的条件下，LH12 的光合速率 （填“大于”“等于”或
“小于"）HH1 的光合速率，判断的依据是 。在光照强度为1500μmolm2·s-1、NaCl 添加量为3．0g·kg¹
的条件下，HY25 的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25 的 含量高，光反
应生成更多的 ，促进了暗反应进行。
(4)依据图2，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植 品种。
【答案】(1) 叶绿素a 和叶绿素b 红光和蓝紫 无水乙醇
(2)HH1
(3) 大于 在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl 添加的条件下，LH12 的净光合速率和HH1 的净
光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，
叶绿素 ATP 和NADPH
(4)LH12
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更
充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，
随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶
黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】（1）花生叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，可用无水乙醇
等有机溶剂从叶片中提取，因为叶片中的色素能溶解到有机溶剂中。
（2）结合图1 实验结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是HH1，因
为该品种的叶绿素含量受盐浓度变化影响更显著。
（3）在光照强度为500μmol·m-2·s-1、无NaCl 添加的条件下，LH12 的净光合速率和HH1 的净光合速率相
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同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，因此可以判断，
LH12 的光合速率大于HH1 的光合速率。在光照强度为1500μmolm-2·s-1、NaCl 添加量为3．0g·kg¹ 的条件
下，HY25 的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25 的叶绿素含量高与其他三个
品种，光反应生成更多的ATP 和NADPH，进而促进了暗反应进行，提高了光合速率。
（4）根据图2 数据可知，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植LH12 品种，因为该条件下，该品种的净
光合速率更大，说明产量更高，因而更适合在该地区种植。
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