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2026高考生物学第二轮专题复习
限时练6　环境胁迫对光合作用的影响及细胞代谢与生产实践
(选择题每小题3分)
一、选择题
1.(2024·重庆九龙坡模拟)研究人员设计实验探究了CO2浓度对草莓幼苗各项生理指标的影响,结果如图1所示,其中Rubisco酶催化CO2的固定。气孔开度是指气孔的孔径大小,它反映了气孔开启或关闭的程度。图2表示温度对草莓光合作用的影响。下列相关叙述正确的是(　　)
图1
图2
A.适当增大环境CO2浓度有利于草莓在干旱环境中生存
B.当草莓所处环境CO2浓度升高,短时间内C5增多,ATP和NADPH增多
C.35 ℃是草莓生长的最适温度,5 ℃时草莓光合作用速率为0
D.35 ℃时草莓叶肉细胞间隙CO2浓度高于40 ℃时
2.(2025·湖南永州三模)将某植物引种到新环境后,其光合速率较原环境发生了一定的变化。将在新环境中产生的该植物种子培育的幼苗再移回原环境,发现其光合速率变化趋势与其原环境植物一致。在新环境中该植物的光合速率等生理指标日变化趋势如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
注:气孔导度越大,气孔开启程度越大。
A.新环境中该植物光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的
B.图中光合作用形成ATP最快的时刻是10:00时左右
C.10:00~12:00时光合速率明显减弱,其原因可能是酶的活性减弱
D.气孔导度增大,能够提高蒸腾速率,有助于植物体内水和有机物的运输
二、非选择题
3.(10分)(2025·河南模拟)为在干旱环境中栽培红豆杉提供科学依据,某农科院通过控制土壤的含水量来模拟正常环境(土壤含水量为22%)、轻度干旱(土壤含水量为15%)、中度干旱(土壤含水量为10%)、重度干旱(土壤含水量为7%)条件,并测定了红豆杉在不同模拟条件下的部分生理指标,结果如图所示。请回答下列问题。
图1　不同干旱胁迫对红豆杉叶片光合参数的影响
图2　不同干旱胁迫下红豆杉叶片
可溶性糖和可溶性蛋白含量变化
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(1)植物气孔的开闭会影响植物叶片的光合作用、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答2点)等生理过程。导致光合作用降低的因素分为气孔限制因素和非气孔限制因素。红豆杉的净光合速率随着干旱胁迫强度的增大而下降,根据图1的信息　　　(填“能”或“不能”)确定这是由气孔限制因素导致的,理由是　 　。
根据图1可得出的合理结论为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在干旱胁迫下,红豆杉叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量增多,增强了红豆杉的抗旱性。据图2可知,二者在叶片中的含量与干旱胁迫强度之间的变化规律是
(用文字和符号表示),这种变化会影响红豆杉的抗旱性,其作用机理: 　。
(3)在干旱胁迫下,影响红豆杉幼苗生长的因素还可能有光合色素的含量变化。根据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。测定叶绿素含量时,实验设定的波长应为　　　光的波长。
4.(10分)(2025·广东卷)我国科学家以不同植物为材料,在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线(图a);比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异(图b),鉴定到突变体发生了PIL15基因的功能缺失,并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。
图a
图b
回答下列问题。
(1)图a中,当胞间CO2浓度在900~1 200 μmol/mol范围时,红光条件下光合速率的限制因子可能是　　　　,推测此时蓝光条件下净光合速率更高的原因是　 　　　　。
(2)图b中,突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近,推测其原因是 　　　　　　　。
(3)归纳上述两个研究内容,总结出光影响植物的两条通路(图c)。通路1中,①吸收的光在叶绿体中最终被转化为　　　　。通路2中吸收光的物质②为　　　　。用箭头完成图c中②所介导的通路,并在箭头旁用“(+)”或“(-)”标注前后两者间的作用,(+)表示正相关,(-)表示负相关。
图c
(4)根据图c中相关信息,概括出植物利用光的方式:　　　　　　　　　　　　。
参考答案
1.A　解析 由图1可知,增大环境CO2浓度时,草莓幼苗气孔开度降低,能减少水分散失,有助于草莓幼苗生存,同时Rubisco酶活性上升,有利于草莓幼苗进行光合作用,故适当增大环境CO2浓度有利于草莓在干旱环境中生存,A项正确。将草莓从低浓度CO2环境迁入高浓度CO2环境中,短时间内CO2固定增强,对C5的消耗增加,C5减少,C3生成增多,C3的还原增强,故ATP和NADPH的消耗增多,其含量减少,B项错误。35 ℃时净光合速率最快,最适宜草莓生长,5 ℃时净光合速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,C项错误。40 ℃下,气孔开放程度较低,进入胞间的CO2较少,但由于净光合速率也较低,被吸收进细胞的CO2也较少,35 ℃下,气孔开放程度较高,进入胞间的CO2较多,但此时净光合速率最大,被吸收进细胞的CO2也更多,所以两种温度下的胞间CO2浓度无法比较,D项错误。
2.D　解析 植物的表型既由基因型决定,也受环境影响,在新环境中产生的该植物种子培育的幼苗,其遗传特性与亲代基本相同,从而排除遗传因素的影响;当迁回原环境后,其光合速率变化趋势与其原环境植物一致,说明该植株在原环境与新环境的光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的,A项正确。10:00时光合速率最大,因此光反应最快,形成ATP的速率也最快,B项正确。10:00~12:00时光合速率明显减弱,但此阶段气孔导度很高,因此限制光合作用的因素不是CO2浓度,影响因素可能是10:00到12:00温度较高降低了光合作用相关酶的活性,光合速率明显下降,C项正确。气孔导度增大,能够提高蒸腾速率,有助于植物体内水分和无机盐的运输,D项错误。
3.答案 (1)蒸腾作用、呼吸作用　不能　气孔导度降低导致胞间CO2浓度下降进而使净光合速率降低时,光合速率降低是由气孔限制因素导致,而图中没有胞间CO2浓度参数　不同干旱胁迫对红豆杉叶片光合参数有显著的影响(合理即可)
(2)可溶性糖和可溶性蛋白在叶片中的含量均为重度干旱>中度干旱>轻度干旱>对照组　二者含量增加,使细胞内渗透压升高,吸水能力增强,可缓解干旱对细胞的伤害
(3)红
解析 (1)CO2等气体通过气孔进出植物细胞,故植物气孔的开闭会影响植物叶片的光合作用、蒸腾作用、呼吸作用等生理过程;分析图1,气孔导度降低导致胞间CO2浓度下降进而使净光合速率降低时,光合速率降低是由气孔限制因素导致,而图中没有胞间CO2浓度参数,故根据图1的信息不能确定这是由气孔限制因素导致的;但据图1可知,不同干旱情况下,红豆杉叶片的净光合速率不同,故不同干旱胁迫对红豆杉叶片光合参数有显著的影响。
(2)分析图2,实验的自变量是干旱情况,因变量是可溶性糖和可溶性蛋白的含量,据图2可知,二者在叶片中的含量与干旱胁迫强度之间的变化规律均为重度干旱>中度干旱>轻度干旱>对照组;植物的抗旱能力与渗透压有关,故推测这种变化会影响红豆杉的抗旱性,其作用机理:二者含量增加,使细胞内渗透压升高,吸水能力增强,可缓解干旱对细胞的伤害。
(3)叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故测定叶绿素含量时,实验设定的波长应为红光的波长。
4.答案 (1)光照强度、光质等　蓝光能促进光合作用相关酶的活性(或蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等)
(2)突变体中PIL15基因功能缺失,阻断了脱落酸信号通路对气孔开放程度的调控,使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异
(3)有机物中的化学能　光敏色素
光敏色素PIL15基因脱落酸信号通路气孔开放程度
(4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物;通过光敏色素吸收光信号调控基因表达,影响植物生理过程
解析 (1)当胞间CO2浓度在900~1 200 μmol/mol范围时,从图a中红光曲线来看,随着胞间CO2浓度增加,光合速率不再上升,说明此时CO2浓度不是限制因子,而可能是光照强度、光质等其他因素限制了光合速率。对于蓝光下净光合速率更高的原因,可能是蓝光能够促进光合作用中相关酶的活性,或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等。
(2)已知红光下植物的相关反应与白天相似,远红光下植物的相关反应与夜间相似,突变体发生了PIL15基因的功能缺失,且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近,推测原因可能是突变体中PIL15基因功能缺失,使得脱落酸信号通路对气孔开放程度的调控作用减弱,导致在不同光质(远红光和红光)下气孔开放程度变化不大,从而蒸腾速率接近。
(3)通路1中,①为光合色素,吸收的光在叶绿体中最终被转化为有机物中的化学能。通路2中吸收光的物质②为光敏色素。由于突变体发生PIL15基因功能缺失后,在远红光与红光条件下蒸腾速率接近,可推测光敏色素吸收光信号后,通过影响PIL15基因的表达,进而影响脱落酸信号通路,对气孔开放程度进行调控。且从图b中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大,野生型在红光条件下蒸腾速率较大,可推断光敏色素对PIL15基因表达的影响是负相关,PIL15基因对脱落酸信号通路是正相关,脱落酸信号通路对气孔开放程度是负相关。
(4)根据图c中相关信息,植物利用光的方式有:通过叶绿体中的光合色素吸收光能,将其转化为化学能用于光合作用合成有机物;通过光敏色素吸收光信号,调控基因(如PIL15基因)表达,进而影响植物的生理过程(如通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度)。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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