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专题强化练10 研读植物代谢“三率两点”的测定及判定
一、选择题(每题2分，共计6分)
1．(2025·河南郑州一模)用不同强度的光照射某种植物叶片，并将其每100 cm2叶面积的CO2吸收速率表示在下图中。假设每天光照为14小时，昼间的光照强度超过光饱和点，而夜晚为完全黑暗，请根据下图计算该植物每100 cm2叶面积每天会从外界净吸收的CO2量 (　　)
A．370 mg B．300 mg
C．360 mg D．440 mg
解析：由题图可知，该植物的净光合速率为30 mg/100 cm2叶面积·h-1，呼吸速率为5 mg/100 cm2叶面积·h-1；由题意可知，该植物每天光照为14小时，黑暗时间为10小时。故该植物每100 cm2叶面积每天会从外界净吸收的CO2量＝30×14－5×10＝370 mg，A正确，B、C、D错误。
答案：A
2．(2023·浙江1月卷)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是 (　　)
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
解析：酵母菌用量和葡萄糖溶液的浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。
答案：C
3．(海南卷)某小组为探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
答案：B
二、非选择题(89分)
4．(16分)(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20 d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。
(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
________________________________________________________________________。
解析：(1)光合色素主要吸收红光和蓝紫光，由图可知，对照组为白光处理，实验组为不同比例组合的红光蓝光处理，因此实验组有利于提高光反应速率，且实验组气孔导度和胞间CO2浓度高，促进暗反应的进行，因此实验组的净光合速率都比对照组高。由图可知，与对照组相比，实验组净光合速率与气孔导度、胞间CO2浓度的变化趋势不完全相同，实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致。(2)由图可知，随蓝光比例的增加，总黄酮醇含量先增加后减少，并在1R3B处理时最高。与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比，植物细胞培养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可以提供营养物质，并防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)随着光暗交替频率的加快，光反应产生的NADPH和ATP能够被暗反应充分利用，从而促进光合作用的进行。
答案：(1)光合色素主要吸收红光和蓝紫光，实验组气孔导度和胞间CO2浓度高　净光合速率与气孔导度、胞间CO2浓度的变化趋势不完全相同　(2)随蓝光比例的增加，总黄酮醇含量先增加后减少，并在1R3B 处理时最高　植物细胞培养　提供营养；排除代谢废物　(3)随着光暗交替频率的加快，光反应产生的NADPH和ATP能够被暗反应充分利用
5．(14分)(2025·河北邯郸一模)为探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响，科研人员以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421的幼苗为实验材料。用白光(W)、蓝光(B)、红光(R)、绿光(G)、紫光(P)、黄光(Y)和远红光(FR)进行处理研究不同光质对辣椒植株总叶绿素含量、净光合速率的影响，结果如图。请回答下列相关问题。
(1)从叶绿体中色素的角度分析，辣椒叶色黄化的原因可能是___________，叶色黄化会直接导致光反应产物________________减少。
(2)据图甲的实验结果可得出的结论有
________________________________________________________________________(答出两点)。
(3)据图乙可知，突变体yl1在____________________的处理下净光合速率高于野生型6421。科研人员研究发现，紫光和绿光处理会显著提高突变体yl1的气孔导度，但这两组的净光合速率变化不同，据题分析，影响绿光、紫光处理组突变体yl1净光合速率的主要因素分别是________________________________________________________________________。
(4)两种植株受到远红光照射时也会表现出一定的生物学效应来调节植物的生长发育，推测其调节途径是________。
解析：(1)从叶绿体色素的角度分析，辣椒叶色黄化突变体形成的原因可能是叶绿素分解增多或合成减少导致叶绿素含量下降。色素含量的改变直接导致光反应产物ATP、NADPH、O2减少。(2)据图甲的实验结果可得出的结论：与其他光质处理相比，突变体yl1及其野生型6421的总叶绿素含量在白光处理下最高；紫光条件下突变体yl1的叶绿素含量最低；各光照处理条件下，突变体yl1的总叶绿素含量均低于野生型。(3)据图乙可知，突变体yl1在蓝光、红光和绿光的处理下净光合速率高于野生型6421。但科研人员研究发现，紫光和绿光处理会显著提高突变体yl1的气孔导度。由图乙可以看出，尽管紫光、绿光均提高了突变体yl1的气孔导度，但是绿光下突变体yl1的净光合速率提高，而紫光下突变体yl1的净光合速率下降，说明影响绿光处理组突变体yl1净光合速率的主要因素是CO2浓度；结合图甲可知，影响紫光处理组突变体yl1净光合速率的主要因素是叶绿素含量。(4)在植物中能吸收远红光的是光敏色素，两种植株受到远红光照射时表现生物学效应的途径是光敏色素吸收远红光时，其结构发生变化并通过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达。
答案：(1)叶绿素分解增多　ATP、NADPH、O2
(2)与其他光质处理相比，突变体yl1及其野生型6421的总叶绿素含量在白光处理下最高；紫光条件下突变体yl1的叶绿素含量最低　(3)蓝光、红光和绿光(或B、R、G)　CO2浓度、叶绿素含量
(4)光敏色素吸收远红光时，其结构发生变化并通过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达
6．(14分)(2024·安徽卷)为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题。
净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1)
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
(1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受________________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为
________________________________________________________________________。
(2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的__________、__________(填科学方法)。
(3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率________。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。
结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
解析：(1)在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成两个3-磷酸甘油酸(C3)分子，在有关酶的催化作用下，其接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1，5-二磷酸(C5)和淀粉等。(2)与某品种水稻的野生型(WT)相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE 为 OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。(3)题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明①OsNAC过量表达会使叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用，使旗叶净光合速率增大；②OsNAC过量表达，使编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量升高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而增大旗叶的光合速率。
答案：(1)ATP和NADPH　核酮糖-1，5-二磷酸和淀粉等　(2)减法原理　加法原理　(3)增大　①OsNAC过量表达，使叶绿素含量升高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进光合作用强度，使旗叶净光合速率增大　②OsNAC过量表达，使编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量升高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而增大旗叶的光合速率
7．(14分)(2025·甘肃兰州一模)某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度(0、4、8、12、16、20 mmol/L)，每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下：
光合参数氮浓度mmol/L
0 4 8 12 16 20
净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 0 12 35 28 18 10
气孔导度/ (mmol·m-2·s-1) 0 80 150 220 230 235
胞间CO2浓度/ (μmol·mol-1) 450 380 260 280 320 360
(1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是
________________________________________________________________________。
(2)电镜观察发现，缺氮组(0 mmol/L)叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响____________________的生成，导致暗反应中________过程受阻。
(3)缺氮组胞间CO2浓度高达450μmol·mol-1，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象：
________________________________________________________________________。
(4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路
________________________________________________________________________。
(5)某玉米田地中土壤氮含量为5 mmol/L，农民计划通过追肥将氮浓度提升至16 mmol/L以提高产量。请结合本研究数据评价该方案的合理性，并提出优化建议
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验中之所以设置氮浓度梯度重复3次，其目的主要是为了减少数据误差，提高实验准确度。(2)基粒是由类囊体薄膜堆叠而成，是光反应的场所，所以在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响光反应产生的ATP和NADPH，ATP和NADPH会参与暗反应C3的还原，所以会导致暗反应中C3的还原过程受阻。(3)N元素会参与光反应阶段ATP、NADPH、暗反应阶段所需的酶的合成，所以缺氮组光反应产物(ATP和NADPH)不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率，即净光合速率为0。(4)实验目的是验证缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关，其自变量为是否缺氮，因变量为叶绿素含量、净光合速率，所以其实验设计思路为：取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，验证两者的相关性。(5)依据表格信息可知，5～16 mmol/L范围内，玉米的净光合速率均可能高于5 mmol/L时的净光合速率，且氮浓度在8 mmol/L时，净光合速率开始下降，说明应将氮浓度提高至8 mmol/L，此时净光合速率最大，综上，上述建议不合理。
答案：(1)减少数据误差，提高实验准确度　(2)NADPH和ATP　C3的还原　(3)缺氮组光反应产物不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率　(4)取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，分析两者相关性　(5)不合理，建议提高至8 mmol/L，此时净光合速率最大
8．(15分)(2025·吉林延边一模)缺镁是导致植物叶片黄化的主要原因。为探究缺镁对龙眼光合作用的影响，研究人员做了相关研究，结果如图甲所示。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是__________________，研究人员在不同的条件下检测的是龙眼叶片的________(填“总光合速率”或“净光合速率”)。
(2)据图甲分析，缺镁导致龙眼叶片CO2吸收速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体________上的叶绿素含量下降，影响光反应__________的产生，进而影响暗反应；另一方面，龙眼缺镁会导致呼吸作用速率________，从而影响CO2吸收速率。
(3)当光照强度为800 μmol·m-2·s-1时，检测两组龙眼叶片的气孔相对开度和叶肉细胞间CO2浓度，结果如图乙所示。CO2从气孔进入细胞间，主要通过________方式进入叶肉细胞叶绿体基质中，与C5结合产生C3，这一反应过程称为________________。根据图乙数据推测，缺镁组CO2吸收速率下降的主要原因并不是气孔相对开度，依据是
________________________________________________________________________。
(4)为了进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，研究人员进行了相关实验，简要写出研究思路
________________________________________________________________________。
解析：(1)分析题意，本实验的自变量是光照强度(横坐标)和镁离子的有无；图示纵坐标是二氧化碳的吸收速率，故测定的是龙眼叶片的净光合速率。(2)镁是叶绿素的合成元素，缺镁导致净光合速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体的类囊体上的叶绿素含量下降，影响光反应ATP和NADPH的产生，进而影响暗反应；另一方面，根据图甲可知，光照强度为0时，曲线与纵坐标的交点下降，说明龙眼缺镁会导致呼吸速率增强，从而影响净光合速率。(3)CO2从气孔进入细胞间，主要通过自由扩散方式进入叶肉细胞叶绿体基质中与C5结合产生C3，这一反应过程称为二氧化碳的固定；根据图乙数据，缺镁组气孔相对开度降低，细胞间CO2浓度增加并且高于对照组，表明缺镁导致净光合速率下降并不是因为气孔开度。(4)纸层析法可用于探究色素含量，根据滤纸条的条带宽度进行比较，故进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，可采用缺镁植株的(黄化)叶片进行色素的提取和分离，分析缺镁与叶绿素a和叶绿素b含量的关系。
答案：(1)光照强度和镁离子有无　净光合速率
(2)类囊体薄膜　NADPH和ATP　增强　
(3)自由扩散　二氧化碳的固定　缺镁组气孔相对开度降低，细胞间CO2浓度增加并且高于对照组，表明缺镁导致净光合速率下降并不是因为气孔开度　(4)采用缺镁植株的(黄化)叶片进行色素的提取和分离，分析缺镁与叶绿素a和叶绿素b含量的关系
9．(16分)(2025·贵州贵阳一模)番茄含有丰富的营养。据营养学家研究测定：每人每天食用50～100克鲜番茄，即可满足人体对多种维生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特征，科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时CO2产生量和进行光合作用时CO2消耗量的影响，实验结果如图所示。回答下列问题。
(1)光可以被番茄叶片中的色素吸收，分离其绿叶中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素呈现的颜色是__________，该色素主要吸收的光是________________。
(2)本实验的自变量是__________________，影响光合作用的内因主要有__________________________(至少答出一种)。
(3)温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在________(填图中的温度)，35 ℃的条件下培养的番茄________(填“能”或“不能”)生长。
(4)请利用以下实验材料测定番茄幼苗进行光合作用时CO2的消耗速率(简要写出实验思路)。
实验材料：透明的密闭玻璃罩、CO2传感器、生长情况接近的番茄幼苗若干。
实验思路：
________________________________________________________________________。
解析：(1)随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素是叶绿素b，呈现的颜色是黄绿色，该色素主要吸收的光是蓝紫光和红光。(2)科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时CO2产生量和进行光合作用时CO2消耗量的影响，所以本实验的自变量是温度。影响光合作用的内因主要有光合色素的含量，以及与光合作用有关的酶的数量和活性。(3)温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在25 ℃，此时光合作用的消耗量与呼吸作用的产生量的差值最大，即净光合速率最高，有机物的积累量最高，同理35 ℃下，净光合速率为0，番茄不能生长。
答案：(1)黄绿色　蓝紫光和红光　(2)温度　光合色素的含量、酶的数量和活性　(3)25 ℃　不能　(4)测定密闭装置内的初始CO2浓度和在光照条件下培养1小时后的CO2浓度，测定的CO2含量变化即为净光合速率；同时设置另外一组实验，其余条件均相同，但是做遮光处理，测定初始CO2浓度和在光照遮光条件下培养1小时后的CO2浓度，测定的CO2含量变化即为呼吸速率。净光合速率和呼吸速率之和即为CO2的消耗速率专题强化练10 研读植物代谢“三率两点”的测定及判定
一、选择题(每题2分，共计6分)
1．(2025·河南郑州一模)用不同强度的光照射某种植物叶片，并将其每100 cm2叶面积的CO2吸收速率表示在下图中。假设每天光照为14小时，昼间的光照强度超过光饱和点，而夜晚为完全黑暗，请根据下图计算该植物每100 cm2叶面积每天会从外界净吸收的CO2量 (　　)
A．370 mg B．300 mg
C．360 mg D．440 mg
2．(2023·浙江1月卷)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是 (　　)
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
3．(海南卷)某小组为探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
二、非选择题(89分)
4．(16分)(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20 d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。
(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
________________________________________________________________________。
5．(14分)(2025·河北邯郸一模)为探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响，科研人员以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421的幼苗为实验材料。用白光(W)、蓝光(B)、红光(R)、绿光(G)、紫光(P)、黄光(Y)和远红光(FR)进行处理研究不同光质对辣椒植株总叶绿素含量、净光合速率的影响，结果如图。请回答下列相关问题。
(1)从叶绿体中色素的角度分析，辣椒叶色黄化的原因可能是___________，叶色黄化会直接导致光反应产物________________减少。
(2)据图甲的实验结果可得出的结论有
________________________________________________________________________(答出两点)。
(3)据图乙可知，突变体yl1在____________________的处理下净光合速率高于野生型6421。科研人员研究发现，紫光和绿光处理会显著提高突变体yl1的气孔导度，但这两组的净光合速率变化不同，据题分析，影响绿光、紫光处理组突变体yl1净光合速率的主要因素分别是________________________________________________________________________。
(4)两种植株受到远红光照射时也会表现出一定的生物学效应来调节植物的生长发育，推测其调节途径是________。
6．(14分)(2024·安徽卷)为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题。
净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1)
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
(1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受________________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为
________________________________________________________________________。
(2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的__________、__________(填科学方法)。
(3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率________。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。
结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
7．(14分)(2025·甘肃兰州一模)某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度(0、4、8、12、16、20 mmol/L)，每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下：
光合参数氮浓度mmol/L
0 4 8 12 16 20
净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 0 12 35 28 18 10
气孔导度/ (mmol·m-2·s-1) 0 80 150 220 230 235
胞间CO2浓度/ (μmol·mol-1) 450 380 260 280 320 360
(1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是
________________________________________________________________________。
(2)电镜观察发现，缺氮组(0 mmol/L)叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响____________________的生成，导致暗反应中________过程受阻。
(3)缺氮组胞间CO2浓度高达450μmol·mol-1，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象：
________________________________________________________________________。
(4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路
________________________________________________________________________。
(5)某玉米田地中土壤氮含量为5 mmol/L，农民计划通过追肥将氮浓度提升至16 mmol/L以提高产量。请结合本研究数据评价该方案的合理性，并提出优化建议
________________________________________________________________________。
8．(15分)(2025·吉林延边一模)缺镁是导致植物叶片黄化的主要原因。为探究缺镁对龙眼光合作用的影响，研究人员做了相关研究，结果如图甲所示。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是__________________，研究人员在不同的条件下检测的是龙眼叶片的________(填“总光合速率”或“净光合速率”)。
(2)据图甲分析，缺镁导致龙眼叶片CO2吸收速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体________上的叶绿素含量下降，影响光反应__________的产生，进而影响暗反应；另一方面，龙眼缺镁会导致呼吸作用速率________，从而影响CO2吸收速率。
(3)当光照强度为800 μmol·m-2·s-1时，检测两组龙眼叶片的气孔相对开度和叶肉细胞间CO2浓度，结果如图乙所示。CO2从气孔进入细胞间，主要通过________方式进入叶肉细胞叶绿体基质中，与C5结合产生C3，这一反应过程称为________________。根据图乙数据推测，缺镁组CO2吸收速率下降的主要原因并不是气孔相对开度，依据是
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(4)为了进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，研究人员进行了相关实验，简要写出研究思路
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9．(16分)(2025·贵州贵阳一模)番茄含有丰富的营养。据营养学家研究测定：每人每天食用50～100克鲜番茄，即可满足人体对多种维生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特征，科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时CO2产生量和进行光合作用时CO2消耗量的影响，实验结果如图所示。回答下列问题。
(1)光可以被番茄叶片中的色素吸收，分离其绿叶中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素呈现的颜色是__________，该色素主要吸收的光是________________。
(2)本实验的自变量是__________________，影响光合作用的内因主要有__________________________(至少答出一种)。
(3)温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在________(填图中的温度)，35 ℃的条件下培养的番茄________(填“能”或“不能”)生长。
(4)请利用以下实验材料测定番茄幼苗进行光合作用时CO2的消耗速率(简要写出实验思路)。
实验材料：透明的密闭玻璃罩、CO2传感器、生长情况接近的番茄幼苗若干。
实验思路：
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